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1、彩色線陣CCD三通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)常丹華陳麗娟（燕山大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院秦皇島066004）摘要：設(shè)計了針對彩色線陣CCDTCD2252D的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對彩色CCD的三路RGB值進(jìn)行同時采集，采用3個A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)變換，通過CPLD內(nèi)集成的三選一通道選擇電路，使3路數(shù)據(jù)順序緩存在FIFO中，經(jīng)由USB2.0接口傳送到計算機中存儲、顯示和處理，具備無線反饋控制接口。整體設(shè)計能對彩色CCD信號進(jìn)行可靠的傳輸，有很強的擴展性和應(yīng)用價值，可以應(yīng)用于很多場合。關(guān)鍵詞：彩色線陣CCD；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；USB2.0接口；無線接口中圖分類號：TP274+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：
2、ADesignandImplementationofThreeChannelsDataAcquisitionSystemforColorLinearCCDCHANGDan-huaCHENLi-juan(InformationScienceandEngineeringCollege.YanshanUniversity.Qinhuangdao066004.China)Abstract:ThedataacquisitionsystemisdesignedforcolorlinearCCDTCD2252D.ThethreechannelsRGBvalueofthecolorCCD
3、issampledatonetime.ThreeA/Dconvertersareusedforanalog-to-digitalconvert.ThethreechanneldatathroughthechannelselectioncircuitinCPLDandiscachedorderlyinFIFO.ThedataistransferredtocomputerbyUSB2.0interfaceforstorage、displayandprocessing.Thesystemhasawirelessfeedbackcontrolinterface.Thewholed
4、esigncantransfertheCCDsignalreliablyandhasbetterexpansibilityandapplicationworth.Itcanbeusedinmanyapplicationsituations.Keywords:ColorlinearCCD;Dataacquisitionsystem;USB2.0interface;Wirelessinterface1.引言CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展，特別是在圖像傳感和非接觸測量領(lǐng)域的發(fā)展更為迅速。將CCD技術(shù)、計算機圖像處理技術(shù)與傳統(tǒng)測量方法相結(jié)合，能獲取被測對象的更多信息
5、，實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的無接觸測量，顯著提高測量技術(shù)水平和智能化水平。針對CCD信號的采集及采集之后的信號如何與計算機進(jìn)行信息通信就成為CCD應(yīng)用的一個重要問題，而能夠針對CCD每一個像素進(jìn)行高速采集并實時的傳輸給計算機處理，將會大大的提高采集到的CCD信號的精度并解決實時處理的問題，這在CCD信號采集和處理領(lǐng)域都將非常廣闊的前景。目前，使用彩色CCD采集圖像信號的應(yīng)用越來越多。例如溫度測量中，由CCD的光譜響應(yīng)特性、光電轉(zhuǎn)換特性可知，使用彩色CCD采集輸出的RGB值可得到被測物體表面圖像中的亮度和色度信息，并根據(jù)比色測溫原理計算出物體的表面溫度場[1]。彩色線陣CCD的每個像
6、素的R、G、B值是同時輸出的，所以設(shè)計對彩色線陣CCD的RGB輸出值進(jìn)行采集并傳送到計算機的采集系統(tǒng)具有很大的實用性。本文針對彩色線陣CCD的一種TCD2252D設(shè)計了可同時傳輸R、G、B三路信號的采集卡和應(yīng)用界面程序，實現(xiàn)對彩色CCD每個像素的高速可視化采集并且具備USB2.0接口和無線控制輸出端，集采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、反饋控制于一體。對于不同型號CCD或者單通道黑白CCD信號的采集，只需修改軟件部分，具有很強的擴展性。2.整體設(shè)計方案整體設(shè)計采用模塊化的設(shè)計思想，各個模塊之間相互獨立。整體設(shè)計框圖如圖1所示。首先將彩色CCD的3路模擬輸出信號通過A/D轉(zhuǎn)換成3路數(shù)字信
7、號，通過CPLD進(jìn)行時序設(shè)計將3路數(shù)字信號順序存入到先進(jìn)先出存儲器（FIFO）中緩存，再由具有USB2.0接口的微處理器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中進(jìn)行存儲、顯示和處理，可以通過無線接口端將計算機的控制信號反饋到被測端，實現(xiàn)對被測端的控制。下面對各個模塊的功能以及方案逐一介紹。圖1整體設(shè)計框圖2.1TCD2252D的驅(qū)動電路模塊TCD2252D是一種高靈敏度、低暗電流、2700像元的內(nèi)置采樣保持電路的彩色CCD圖像傳感器。具有R、G、B三路信號輸出，一幀圖像的有效像敏單元數(shù)目是2700像元×3列[2]。輸出信號頻率典型值為1MHz。由
