CCD成像電子學(xué)控制與采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、本文題目來(lái)源于“高分辨率CCD成像電子學(xué)系統(tǒng)”實(shí)際項(xiàng)目，文章主要介紹了該系統(tǒng)的控制部分，對(duì)軟件、硬件原理功能及其實(shí)現(xiàn)分別進(jìn)行了討論。系統(tǒng)主體分為基于FPGA的下位機(jī)部分和基于MFC的上位機(jī)部分。下位機(jī)部分主要完成圖像的獲取，并以高速LVDS進(jìn)行傳輸；上位機(jī)部分主要完成圖像的采集以及顯示與存儲(chǔ)。
　　 下位機(jī)部分是圍繞著核心器件CCD來(lái)設(shè)計(jì)的。CCD驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)鍵部分是時(shí)序脈沖產(chǎn)生電路，目前國(guó)內(nèi)外大都采用可編程邏輯器件來(lái)設(shè)計(jì)這部分

2、。在本設(shè)計(jì)中，針對(duì)所選CCD芯片的類型和特點(diǎn)，這部分主要由FPGA來(lái)完成。FPGA作為系統(tǒng)的控制核心，主要承擔(dān)與PC機(jī)通過(guò)RS-422接口進(jìn)行通信、對(duì)可編程AD通過(guò)SPI接口進(jìn)行配置、控制4路ADC的采集過(guò)程、對(duì)采集到的4路數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存重新排序處理、對(duì)灰度直方圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以及將排好序的圖像數(shù)據(jù)配合像素同步信號(hào)、行同步信號(hào)和幀同步信號(hào)傳輸給LVDS驅(qū)動(dòng)單元。LVDS驅(qū)動(dòng)單元將LVTTL的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成LVDS信號(hào)傳輸給上位機(jī)。
　　

3、 上位機(jī)部分利用MFC設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，通過(guò)RS-232完成對(duì)下位機(jī)的遠(yuǎn)程遙控；利用LVDS圖像采集卡PCI-1424對(duì)下位機(jī)傳來(lái)的高速圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；對(duì)于黑白版本的CCD，圖像存儲(chǔ)為無(wú)壓縮的位圖格式，對(duì)于彩色版本的CCD還需通過(guò)色彩插值算法形成RGB彩色圖然后存儲(chǔ)為無(wú)壓縮的位圖格式；同時(shí)，上位機(jī)還能實(shí)時(shí)顯示下位機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的圖片，實(shí)現(xiàn)圖片預(yù)覽功能。在采集和存儲(chǔ)過(guò)程中，為防止圖像數(shù)據(jù)幀丟失情況的出現(xiàn)，采用了多線程技術(shù)。設(shè)計(jì)完成后，對(duì)整個(gè)