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通用線陣CCD采集系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2010-03-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
摘要:針對設(shè)計微型光譜儀時常會根據(jù)需要更換,PDA的現(xiàn)狀,采用Cypress公司的AD21310和Cyclone系列FPGA設(shè)計適用于多種和小型面陣的通用系統(tǒng),設(shè)計16口入8口出異步FIFO。提供192 Kb高速緩存空間。USB器件采用快速讀入方式,極大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。系統(tǒng)實現(xiàn)了多種CCD,同時也實現(xiàn)了相關(guān)雙采樣技術(shù),具有快速、便捷、模塊化的特點。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù);CCD;FIFO;USB


1 引言
  隨著微型光譜儀快速發(fā)展,CCD和PDA廣泛使用,CCD和PDA的種類型號越來越多,每種型號都需要專門的驅(qū)動采集板,使得開發(fā)產(chǎn)品周期長、費(fèi)用大。這里提出一種基于FPGA和USB的通用CCD采集方案。該系統(tǒng)在不改變硬件的情況下可以采集多種CCD,并上傳至PC機(jī),使用軟件處理采集到的數(shù)據(jù)。

2 通用CCD采集
  系統(tǒng)部署圖如圖1所示。系統(tǒng)硬件分為接口板、通用驅(qū)動采集板、計算機(jī)。接口板匹配驅(qū)動信號,將CCD輸出視頻信號通過前置處理后鏈接到CCD通用采集板。在CCD通用采集板中,A/D轉(zhuǎn)換器對視頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后,按幀暫存在FPGA內(nèi)的FIFO中,通過USB快速塊傳輸模式上傳到計算機(jī)中.最后計算機(jī)軟件MEMSpector處理并顯示采集到的譜線。




  

  通用性是由通用CCD驅(qū)動模塊和16In8Out異步FIFO實現(xiàn)的。根據(jù)不同類型的CCD編制不同的CCD驅(qū)動模塊,采用16In8Out異步FIFO,F(xiàn)IFO根據(jù)CCD驅(qū)動模塊提供的FS幀同步來確定暫存A/D轉(zhuǎn)換一幀像元數(shù),實現(xiàn)了采集A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與USB傳輸?shù)姆蛛x,在修改或升級CCD驅(qū)動時,無需修改采集和數(shù)據(jù)輸出代碼,實現(xiàn)了通用性。
2.1 CCD接口板
  由于大多數(shù)CCD管腳不兼容,視頻輸出電壓也不同。CCD接口板提供CCD插座和轉(zhuǎn)接CCD驅(qū)動信號以及輸出信號電壓匹配。CCD接口板是各種類型CCD鏈接到通用CCD采集板的紐帶。

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