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通用線(xiàn)陣CCD采集系統設計
作者：
時(shí)間：2010-03-12
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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摘要：針對設計微型光譜儀時(shí)常會(huì )根據需要更換CCD，PDA的現狀，采用Cypress公司的AD21310和Cyclone系列FPGA設計適用于多種線(xiàn)陣CCD和小型面陣CCD的通用采集系統，設計16口入8口出異步FIFO。提供192 Kb高速緩存空間。USB器件采用快速讀入方式，極大提高了數據傳輸速度。系統實(shí)現了多種線(xiàn)陣CCD采集，同時(shí)也實(shí)現了相關(guān)雙采樣技術(shù)，具有快速、便捷、模塊化的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：數據采集；CCD；FIFO；USB
1 引言
隨著(zhù)微型光譜儀快速發(fā)展，CCD和PDA廣泛使用，CCD和PDA的種類(lèi)型號越來(lái)越多，每種型號都需要專(zhuān)門(mén)的驅動(dòng)采集板，使得開(kāi)發(fā)產(chǎn)品周期長(cháng)、費用大。這里提出一種基于FPGA和USB的通用CCD采集系統設計方案。該系統在不改變硬件的情況下可以采集多種CCD，并上傳至PC機，使用軟件處理采集到的數據。
2 通用CCD采集系統設計
系統部署圖如圖1所示。系統硬件分為接口板、通用驅動(dòng)采集板、計算機。接口板匹配驅動(dòng)信號，將CCD輸出視頻信號通過(guò)前置處理后鏈接到CCD通用采集板。在CCD通用采集板中，A/D轉換器對視頻信號進(jìn)行模數轉換后，按幀暫存在FPGA內的FIFO中，通過(guò)USB快速塊傳輸模式上傳到計算機中．最后計算機軟件MEMSpector處理并顯示采集到的譜線(xiàn)。
通用性是由通用CCD驅動(dòng)模塊和16In8Out異步FIFO實(shí)現的。根據不同類(lèi)型的CCD編制不同的CCD驅動(dòng)模塊，采用16In8Out異步FIFO，FIFO根據CCD驅動(dòng)模塊提供的FS幀同步來(lái)確定暫存A／D轉換一幀像元數，實(shí)現了采集A／D轉換數據與USB傳輸的分離，在修改或升級CCD驅動(dòng)時(shí)，無(wú)需修改采集和數據輸出代碼，實(shí)現了通用性。
2．1 CCD接口板
由于大多數CCD管腳不兼容，視頻輸出電壓也不同。CCD接口板提供CCD插座和轉接CCD驅動(dòng)信號以及輸出信號電壓匹配。CCD接口板是各種類(lèi)型CCD鏈接到通用CCD采集板的紐帶。
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