基于FPGA的线面阵CCDD测量系统如何实现

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-10-03 19:08 标签： 线阵CCD

【摘要】：工业相机作为机器视觉系统最重要的组成部分之一，选用时不仅需要考虑对检测环境的适用度和功能性，还需要考虑对整个系统成本的影响。本课题从为实验室提供经济化和小型化的图像采集前端的目标出发。设计一台基于嵌入式系统且具有通用接口的CCD相机。 本文首先了解了国内外机器视觉和工业相机发展现状及趋势，研究了CCD图像传感器工作原理及性能，然后分析两种CCD图像恢复算法在硬件上的实现方法。由此设计基于FPGA的CCD图像采集前端系统。课题设计的关键点在于：1.对选用的CCD芯片四相驱动时序的理解，并通过FPGA产生相应的脉冲；2.对数据流水线存取并进行处理，实现实时的图像显示。 本课题的完成包括硬件平台和硬件逻辑两个部分。硬件平台有两块PCB板拼接而成。顶层为双层板CCD图像采集模块，主要包括CCD芯片及其驱动电路。底层为四层板的FPGA核心控制模块，主要包括FPGA芯片、A/D芯片、SRAM构成的存储模块、CameraLink接口及它们的外围电路。芯片的选择及PCB布局布线都从根本上决定了系统是否能达到小型化和经济化的目标。硬件逻辑通过Verilog语言实现，按硬件电路划分为需对其实现控制的子模块，最主要的几个模块包括：CCD时序产生模块，A/D寄存器配置模块，乒乓操作模块，图像算法模块和接口传输模块。因为硬件逻辑是通过FPGA的可编程特性在其内部例化程序来实现，不需要改变外围实际电路连接，具有很大程度的灵活性。 最后，本文完成了硬件电路平台的搭建和程序的编写，通过示波器测试CCD驱动及输出引脚，显示系统能正常采集光信号。然后对传入上位机的图像进行分析再调整内部程序，得到了比较好的实验结果，达到了课题预期的目标。

【学位授予单位】：电子科技大学
【学位授予年份】：2013


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内容提示：基于FPGA的高速视频采集和传输电路设计与实现

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【摘要】：为实现高速弹丸信号采集,提出了利用CPLD与高速A/D转换芯片相结合,设计高速高灵敏度的CCD信号采集电路;根据线阵CCD的工作时序和A/D转换速率要求,采用MAX+plus II的图形编译软件自行设计高速线阵IL-E2 CCD芯片内部时序,并结合AD9224芯片特点设计与CCD芯片接口的外围驱动与采集电路,采用LVDS技术进行信号传输,消除传输中干扰信号;实验证明:逻辑芯片经驱动后输出的波形与IL-E2 CCD采集信号所需的时序吻合,信号采样率达20 MHz.


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