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1、光电检测论文：CCD光电信号数据采集系统与上位机应用软件设计【中文摘要】自1969年美国贝尔实验室提出CCD(ChargeCoupledDevice)电耦合器件的概念,经过40多年的发展,CCD技术及其应用取得了长足的进步,尤其是在图像传感和非接触式测量领域发展尤为迅速。随着高速铁路的普及,CCD光电检测技术以其高精度、高速率和非接触式测量等优点为高铁的运营提供可靠、安全的保障。本研究课题着眼于实际需求,设计了一种可应用于CCD光电检测系统的高速模数转换电路。模数转换电路以8MHz的频率对CCD传感器产生的两路4MHz的模拟信号进行模数转换,并输出12位的数字信号
2、。本文主要内容包括：介绍了由CCD驱动模块、差分放大模块、模数转换(AnalogToDigitalConverterADC)模块、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)可编程模块、FIFO(FirstInputFirstOutput)高速缓存模块和USB2.0控制传输模块等功能模块构成的CCD光电测量硬件系统。重点介绍了由差分放大模块、ADC模块.CPLD可编程模块和FIFO高速缓存模块构成的信号采集系统的设计。在Protel99se软件环境下,完成了硬件电路PCB板图的设计。基于QuartusⅡ设计了CPLD内部模块程序,实现模
3、数转换芯片THS12082工作模式的配置,并对两路信号以8MHz的频率进行转换,同时完成高速先入先出FIFO芯片主复位的设置,包括选择工作模式、总线宽度和数据存储方式等。利用VisualC++6.0平台,完成了上位机应用软件的设计。上位机应用软件调用CyAPI库函数,实现了对硬件系统的控制,测量数据的采集、传输、存储和波形显示功能。搭建了相应的测试系统,完成了系统的调试。实验测试证明,本系统能够对两路光电信号以8MHz的频率进行模数转换,并将每次测量数据缓存在FIFO中,通过USB接口将测量数据传输至PC机分析存储,显示虚拟波形。【英文摘要】CCD(ChargeC
4、oupledDevice)technologyandrelatedapplicationshavebeenmadeconsiderableprogresssinceitwasproposedbytheBellLabsconceptuallyin1969,especiallyintheimagesensorandnon-contactmeasurementarea.CCDphotoelectricdetectiontechnologycanprovideareliableandsecureprotectionformodernhigh-speedrailwaysys
5、tem,duetoitshighprecision,highspeedandnon-contactmeasurement.Inthiswork,ahigh-speedanalogtodigitalconversionmodule,whichcanbeappliedinCCDphotoelectricdetectionsystem,isdesigned.Thiscanconverttow4-MHzanalogCCDsensorsignalsto12-bitdigitalsignalsattheconversionrateof8-MHz.Themainlyconten
6、tofthisworkincludes:Firstly,aCCDphotoelectricdetectionhardwaresystemisintroduced,anditmainlyconsistsofCCDdrivingmodule,analogsignaldifferentialamplifyingmodule,analogtodigitalconversion(ADC)module,CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)programmablemodule,andFIFO(FirstInputFirstOutput)hig
7、h-speedcachemoduleandUSB2.0high-speedtransmissionmodule.Detaileddescriptionofdesignandfunctionfordifferentialamplifyingmodule,analogtodigitalmodule,CPLDprogrammablemoduleandFIFOhigh-speedcachemoduleispresented.Meanwhile,theprintedcircuitboardforthesefourfunctionalmodulesisdesignedutil
8、izing
