基于fpga的线阵ccd数据采集系统的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于FPGA的线阵CCD数据采集系统的研究英文TheResearchofDataAcquisitionSystemFor题目LinearCCDBasedOnFPGA研究生姓名马明龙姓名杨应平职称教授学位博士指导教师单位名称理学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称光学论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据武汉理工大学硕士学位论文独创性声

2、明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可

3、以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：导师(签名)：日期：(注：此页内容装订在论文扉页)万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要本文以线阵TCD2252D作为前端传感器，采用可编程逻辑器件FPGA作为整个系统的核心控制单元，对CCD输出的RGB三路信号进行采集和传输，并在计算机上显示采集的数据。整

4、个系统由Verilog实现的CCD驱动逻辑电路模块、CCD输出信号处理电路、高速通道变换、模数转换及数据采集、双口RAM数据缓存模块及高速数据传输构成，结合数据采集工具可以实现对CCD输出像素的准确采集、显示和保存。该系统可以应用于物体轮廓尺寸的探测。整个论文，完成的研究内容如下：1.在研究线阵CCD工作原理和分析TCD2252D的功能特点及对驱动时序要求的基础上，采用Xilinx公司FPGA作为设计平台，使用Verilog语言编写驱动时序，实现三线阵CCD的驱动。2.考虑到CCD输出信号的特性和其中所

5、包含的有效交流信号、直流分量和各种噪声，设计了滤波放大电路，降低CCD输出信号所含噪声，解决了输出信号幅值较小、负极性的问题，改善了CCD输出的信号质量。3.针对线阵CCD输出的是高速模拟信号的特点，设计了由RGB三路高速模拟通道变换、模数转换单元、双口RAM数据缓存单元、逻辑控制单元及Xilinx集成工具逻辑分析仪ChipscopePro组成的高速数据采集系统，实现了CCD输出信号的数据采集、传输及显示。4.使用该采集系统对具体尺寸的物体外形进行探测，采集了多组数据，并就结果进行了分析计算。分析了影响

6、整个采集系统精确的因素，并且给出了一些可行的解决措施。关键词：线阵CCD，FPGA，Verilog，数据采集I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractInthispaper,lineararrayTCD2252Disusedasfrontsensor,andprogrammablelogicdeviceFPGAcontrolsthewholesystemtoacquireandtransferthethreechannelRGBsignaloftheCCD.Thenthedatawhichist

7、ransferredtocomputercanbedisplayed.ThewholesystemconsistsofCCDdrivinglogiccircuitmoduledescribedinVerilogHDL,processingcircuitofCCDoutputsignal,highspeedchannelswitch,highspeedA/Dconverteranddataacquisition,dual-portRAMdatacachemodule,highspeeddatatransf

8、er.Thesystemcanrealizeaccurateacquisition,displayandstorageofCCDoutputpixelcombinedwithdatacollectiontool.Thesystemcanbeappliedtothedetectionofobjectcontoursize.Thewholeissueofthedesign,thecontentsareasfollows:1.Inthestudy