彩色CCD測量系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、線陣CCD 測量系統(tǒng)是一種基于非接觸的測量系統(tǒng)，它能完成一些傳統(tǒng)測量工具無法實現(xiàn)的測量(如：測量高溫固體的長度等)。并且在測量過程中它還具有檢測精度高、處理速度快、抗干擾能力強、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，現(xiàn)已成為測量領域研究的熱點,并被廣泛應用于圖像采集、非接觸式測量和實時監(jiān)控等領域。目前在線陣CCD 系統(tǒng)中，使用較多的是單線陣，它雖然具有以上優(yōu)點，但由于它是單行像元陣列的,因此無法應用于如高溫物體的溫度場測量和物體偏移角度的測量。本文研究并設計

2、的基于三色彩色CCD的多功能測量系統(tǒng)不僅很好的彌補了這一缺陷，而且也能完成單色CCD 測量系統(tǒng)的測量功能。
　　 本文在闡述了CCD 測量系統(tǒng)的測量原理的基礎上，設計了彩色CCD 測量系統(tǒng)的整體結構，主要包括光學系統(tǒng)和采集系統(tǒng)。由于光學系統(tǒng)的設計可以隨所測量對象不同而靈活變動，因此本文主要針對測溫系統(tǒng)進行了光學系統(tǒng)設計；采集系統(tǒng)設計中，采用FPGA+ARM的平臺架構，使用了專門用于處理彩色CCD 信號的芯片VSP3100，它集成

3、了CDS、PGA、ADC 三個功能模塊，減少了來自器件接口處的噪聲，而且由于其體積小，方便了硬件設計與布線。同時在采集系統(tǒng)中選用了自帶USB 控制器的ARM芯片LPC2148，不僅能完成高速的數(shù)據傳送，并且因其內置較大容量的FLASH，而不需外擴存儲器，使得硬件設計更加簡單。在軟件設計中，主要完成了FPGA的驅動時序設計和ARM的主控程序設計。在FPGA的編程設計中使用了內嵌FIFO 核，能夠合理利用FPGA 資源減少成本。