資料介紹
高性能低成本的圖像采集和處理系統(tǒng)在自動(dòng)測(cè)量、設(shè)備檢測(cè)、安全監(jiān)控等工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域需求巨大。相比于CMOS圖像傳感器,CCD圖像傳感器在靈敏度、分辨率、噪聲控制以及技術(shù)成熟度等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于基于CCD圖像傳感器的高性能圖像采集和處理系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)具有了一定的經(jīng)驗(yàn)和成功先例,而在我國(guó),相關(guān)的技術(shù)開發(fā)還比較薄弱。因此,通過對(duì)基于CCD圖像傳感器的高性能圖像采集和處理系統(tǒng)進(jìn)行研究和開發(fā),迅速掌握核心技術(shù),積累必要的技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn),對(duì)滿足我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的需求有著重要意義。
本文研究了CCD圖像傳感器的發(fā)展歷程、結(jié)構(gòu)及工作原理、性能特點(diǎn),并與CMOS圖像傳感器進(jìn)行了比較。詳細(xì)分析了SONY公司的大面陣CCD圖像傳感器,并以此器件為核心完成了圖像果集和處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。選用CYPRESS公司的LC4256V型CPLD(Complex Programmable Logic Device)芯片和TI公司的MSP430F149型MCU(Micro Controller Unit)芯片共同構(gòu)成系統(tǒng)的核心處理平臺(tái)。
以CPLD為設(shè)計(jì)載體,使用Verilog硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)時(shí)序設(shè)計(jì),完成了對(duì)CCD圖像傳感器的控制。對(duì)CYPRESS公司的CY7C68013型USB器件進(jìn)行了固件程序、驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序開發(fā),實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)傳輸。硬件上采用了模塊化設(shè)計(jì),并充分考慮了抗干擾措施。實(shí)際測(cè)試表明,上述系統(tǒng)工作穩(wěn)定,具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性。
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