如何使用USB2.0設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)CCD相機(jī)系統(tǒng)

　　CCD技術(shù)是20世紀(jì)70年代末投入使用的新型探測(cè)技術(shù)。由于線性度和飽和度比照相底片好、靈敏度高、易于數(shù)字化處理等優(yōu)點(diǎn)，CCD一問世就被廣泛應(yīng)用于照相攝影、天文觀測(cè)、空間探測(cè)、衛(wèi)星測(cè)地、軍事偵查等各個(gè)領(lǐng)域。CCD技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)也是相關(guān)行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。而通用串行總線USB具有速度快、支持熱拔插及傳輸線少等優(yōu)點(diǎn)，因此將USB應(yīng)用于CCD中可以很好地解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不足，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。本文所介紹的這款相機(jī)所有的軟件、硬件、機(jī)械及光學(xué)設(shè)計(jì)完全是由我們自主研發(fā)的，經(jīng)過測(cè)試其性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 本文主要針對(duì)CCD相機(jī)中的數(shù)據(jù)采集、傳輸及顯示的需要，設(shè)計(jì)了基于USB的相應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作包括硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件部分選用了Cypress公司的CY7C68013A作為USB通訊芯片，負(fù)責(zé)接收由A／D轉(zhuǎn)換得到的圖像數(shù)據(jù)，并通過其實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)之間的USB數(shù)據(jù)通信。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工作難點(diǎn)是系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，包括固件程序、USB驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)三部分。其中，固件程序在Keil uVision2環(huán)境中開發(fā)；而USB驅(qū)動(dòng)程序則通過編寫inf驅(qū)動(dòng)文件和設(shè)計(jì)GPIF波形，對(duì)CY7C68013A的GPIF（通用可編程接口）進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了硬件上的識(shí)別和數(shù)據(jù)的高速傳輸；PC機(jī)上的應(yīng)用程序利用Visual C++.net 2003開發(fā)，通過調(diào)用EZ-USB FX2LP的CyUSB.sys驅(qū)動(dòng)文件和CyAPI.lib程序庫(kù)，完成了與硬件之間的數(shù)據(jù)傳輸，并能夠在應(yīng)用程序主界面上顯示所采集的圖像信息。 本文最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，并與國(guó)外產(chǎn)品作了對(duì)比。測(cè)試的各性能參數(shù)結(jié)果表明采用USB實(shí)現(xiàn)CCD和主機(jī)之間的通訊，滿足了相機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)快速穩(wěn)定傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求，同時(shí)也符合了相機(jī)操作簡(jiǎn)單方便的實(shí)用性要求。