基于ARM的CCD在線實時測徑系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，特別是鋼材、線材等的生產(chǎn)過程中，對尺寸的測量提出了相對于傳統(tǒng)測量而言更高的要求。傳統(tǒng)的尺寸測量多采用測量工具（直尺、游標卡尺、螺旋測微儀等）進行測量，而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求非接觸、高精度測量，傳統(tǒng)的測量工具不能滿足這些要求。本文采用ARM處理器（STM32F103）為核心處理器來進行CCD在線測徑系統(tǒng)的設計，并通過USB總線與上位機進行數(shù)據(jù)通信，本設計借助CCD圖像傳感器，加上必要的光學系統(tǒng)，通過識別C

2、CD圖像傳感器上物體的成像大小，根據(jù)光學系統(tǒng)的放大倍數(shù)，便可以測量物體的尺寸，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)中工件外徑尺寸的無接觸、高精度以及在線實時測量的目標。本系統(tǒng)使用的USB通信方式相比于傳統(tǒng)的串口通信，數(shù)據(jù)通信的速率得到了很大的提高。本論文的主要工作如下：
　　1、設計一種基于線陣CCD圖像傳感器的測徑系統(tǒng)裝置，選用TCD1206為系統(tǒng)的CCD圖像傳感器，設計光路系統(tǒng)，選用合適的光學器件進行光路的搭建。
　　2、根據(jù)TCD1206的

3、相關時序要求，利用ARM處理器內(nèi)部的高級控制定時器和兩個通用定時器設計TCD1206的驅(qū)動時序，并對驅(qū)動時序及CCD的輸出信號進行測試。
　　3、采用AD8031和低通濾波電路對CCD輸出信號分別進行差動放大和低通濾波，并采用MAX153芯片對輸出信號進行A/D轉(zhuǎn)換，利用ARM處理器內(nèi)部SRAM存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果；
　　4、仔細研究USB總線的通信原理，利用STM32F103處理器內(nèi)部的USB功能來開發(fā)USB數(shù)據(jù)傳輸模塊，并將A/

4、D轉(zhuǎn)換后的CCD視頻數(shù)據(jù)通過USB總線傳輸至上位機。
　　5、研究USB驅(qū)動程序開發(fā)方案和上位機軟件開發(fā)方案，結(jié)合系統(tǒng)的需求，選擇Libusb-win32作為本系統(tǒng)USB驅(qū)動的開發(fā)方案，采用Qt庫進行上位機軟件開發(fā)，利用OpenCV圖形處理庫進行CCD圖像信號的相關處理。
　　本論文進行了硬件和軟件兩部分開發(fā)，實現(xiàn)了CCD驅(qū)動時序的設計，實現(xiàn)了USB數(shù)據(jù)傳輸，進行了上位機應用程序的設計與開發(fā)，應用程序的功能包括線陣CCD圖像