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一種CCD微米級圓鋼光電測徑儀的研究設計

作者: 時間:2010-11-19 來源:網絡 收藏

  1.3 系統(tǒng)搭建方案

  系統(tǒng)搭建方案如圖4所示。

  圖4 系統(tǒng)總體搭建方案

  采用高亮度LED和合適焦距的透鏡組成光源盒,并利用其特性產生較好的平行光,照射物體然后通過光學鏡頭在上成像。的輸出信號通過9針串行口將信號輸送到積分時間調整與信號處理電路模塊,然后此模塊將處理好的信號輸送到計數(shù)與通信電路模塊進行計數(shù)測量轉換,并和顯示模塊通信將測量值發(fā)送給處理器。最后由智能顯示終端顯示測量值,并實現(xiàn)校準標定查詢等功能。

  2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

  2.1 積分時間調整與信號處理電路

  2.1.1 硬件設計

  積分時間調整與信號處理電路結構框圖如圖5所示。

  圖5 積分時間調整與信號處理電路結構框圖

  由于的輸出信號U0受光強影響,光強越強U0波形幅值越大,故需對CCD進行積分時間閉環(huán)調整,以保證信號U0的最高幅值在3~4 V范圍內。將U0的波形通過雙比較器LM393與3 V和4 V電壓比較,并將比較結果輸入到AT89C2051中,根據(jù)結果通過四根數(shù)據(jù)線設置CCD驅動器的積分時間設置擋位M0~M3(其中0000為最短積分時間,1111為最長積分時間),以保證有合適的積分時間,使U0的最高幅值在要求范圍內,便于進行準確測量。積分時間調整好后,通過與門控制將行同步脈沖FC輸出。U0經由4個雙運放LM353搭建的濾波、一次微分、濾波、絕對值、放大、二次微分、濾波、電平調整進行信號處理后再通過LM393比較器與0 V比較進行過零檢測,并將信號輸入到AT89C2051中進行軟件二值化,二值化好以后將信號輸出。

  2.1.2 軟件設計

  積分時間調整與信號處理的程序流程如圖6所示。

  圖6 積分時間調整與信號處理程序流程

  系統(tǒng)存在外界光干擾時需實時對積分時間進行調整。程序中用行同步脈沖FC做中斷源,在行同步脈沖FC中,不斷判斷U0的幅值是否位于3~4 V范圍內。如果不在,立即調整M0~M3的值,直到U0的幅值合適為止。此時將行同步脈沖FC通過與門控制輸出,并將過零檢測的信號軟件二值化后輸出。



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