面陣CCD圖像采集處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、面陣CCD圖像采集處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：杜培強(qiáng)指導(dǎo)教師：朱冰蓮教授專業(yè)：信號與信息處理學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一一年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著CCD應(yīng)用技術(shù)的日益發(fā)展，人們對圖像采集處理技術(shù)的要求也越來越高，特別是在實時性、復(fù)雜處理、運算量、低功耗、體積小、便攜性和開發(fā)成本等方面。本文基于課題要求和CCD的成像原理，設(shè)計了一種面陣CCD圖像采集系統(tǒng)。本文首先綜述了CCD圖像傳感器

2、的工作原理、分類和主要的特征參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合成本、成像效果等因素的考慮，選擇了Sony公司推出的行間轉(zhuǎn)移型面陣CCDICX098BQ作為本系統(tǒng)設(shè)計的圖像傳感器。在分析幾種驅(qū)動電路的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，采用可編程邏輯器件驅(qū)動法進(jìn)行了硬件驅(qū)動電路的設(shè)計。其中驅(qū)動電路所需的5.5V和15V的電壓，通過Linear公司生產(chǎn)的LDOLT3487來獲得。5V的輸入電壓通過USB傳輸線從電腦上獲得。為了便于計算機(jī)處理和存儲信號，本文對CCD輸出信號

3、進(jìn)行數(shù)字化處理。傳統(tǒng)的CCD成像組件信號處理電路一般由各自獨立的器件組成，分離元件組成的電路具有電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、價格昂貴等缺點。為了使CCD成像系統(tǒng)朝著輕量化、小型化方向發(fā)展，本文采用集成芯片完成信號處理功能并選擇AD9842進(jìn)行AD采樣電路的設(shè)計，該方法簡化了電路設(shè)計。通過對器件的軟件配置，完成除噪、AD采樣等功能降低了噪聲對采集系統(tǒng)的干擾，使得設(shè)計更加方便、可靠。在硬件電路的基礎(chǔ)上，本文對軟件部分進(jìn)行了設(shè)計。整個系統(tǒng)的功能模塊分

4、為兩部分：一部分為CCD驅(qū)動時序的設(shè)計；另一部分是AD9842的配置。首先利用VHDL語言，采用狀態(tài)機(jī)的思想進(jìn)行了CCD驅(qū)動時序的設(shè)計，仿真結(jié)果表明，所設(shè)計的驅(qū)動時序發(fā)生器產(chǎn)生的各個驅(qū)動時序信號完全滿足面陣CCD的需要。然后對AD9842進(jìn)行了時序配置，通過對SL、SDATA，SCK的設(shè)置完成了對AD9842內(nèi)部寄存器的配置。最后，本文完成了PCB電路圖的繪制和硬件電路的搭建，并對CCD各驅(qū)動信號輸入管腳進(jìn)行了測試，測試波形表明各驅(qū)動信