基于FPGA的紅外熱像儀硬件設(shè)計(jì).pdf

1、自然界所有溫度在絕對(duì)零度(-173℃)以上的物體，都會(huì)不停地發(fā)出紅外熱輻射。物體表面熱輻射的強(qiáng)弱與該點(diǎn)的溫度和表面狀態(tài)有關(guān)，從而形成一幅反映物體溫度分布和表面特征的熱圖像，但人眼無(wú)法感受到熱輻射，不能直接看見(jiàn)熱圖像。紅外熱像儀是一種可靠的非接觸式測(cè)量工具，能夠快速掃描任何物體，清晰顯示紅外熱圖像并準(zhǔn)確顯示其表面的溫度分布情況，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，在軍事、民用等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
　　 本文研究的課題是校企合作項(xiàng)目--紅外熱成像

2、檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)。論文簡(jiǎn)要介紹了紅外熱像儀的發(fā)展及種類(lèi)，介紹了微測(cè)輻射熱計(jì)非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器的工作原理、發(fā)展?fàn)顩r，闡述了熱電制冷原理和模數(shù)轉(zhuǎn)換等非制冷紅外熱像儀的相關(guān)技術(shù)。
　　 論文根據(jù)紅外熱像儀在各領(lǐng)域的應(yīng)用作出了的系統(tǒng)需求分析，設(shè)計(jì)了非制冷紅外熱像儀的系統(tǒng)框架及總體設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)作出了詳細(xì)的描述。本設(shè)計(jì)使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件作為主控模塊，由FPGA提供非制冷紅外焦平面陣列(UFPA)的驅(qū)

3、動(dòng)時(shí)序，采用單芯片的熱電冷卻器(TEC)控制器設(shè)計(jì)溫度控制電路，使紅外焦平面陣列能夠正常穩(wěn)定地工作。采用TI公司的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片設(shè)計(jì)了紅外圖像模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，完成模擬圖像到數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)了FPGA的存儲(chǔ)電路以及與ARM處理器的接口電路，搭建了紅外圖像的數(shù)據(jù)通道。分析了驅(qū)動(dòng)非制冷紅外焦平面陣列、TEC溫控電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路正常工作，所需要產(chǎn)生的脈沖時(shí)序，并給出了各時(shí)序的具體設(shè)計(jì)方法及程序流程圖，并使用XILINX公司的開(kāi)發(fā)工具IS