基于tdi-ccd齿科全景数字化成像系统的硬件设计

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1、分类号：R318．6单位代码：学号：密级：北京工业大学硕士学位论文I3乏‘90310005$200715045公开题目基王!坠兰：￡￡坠鲎抖全量麴主丝盛堡丕统数堡鲑遮盐英文并列HARDWAREDESIGNOFADENTALPANoRAMIC至ⅡGⅡ1ALRADIOGRAPHYSYSTEMBASEDoN题目TDI．CCD论文报告提交日期2QlQ：量学位授予日期授予单位名称和地址j匕塞工业太堂jE塞直麴田匡垩丕囡!QQ呈独创性声明本人声明所呈交的论文是我个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

2、人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它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作了明确的说明并表示了谢意。签名：I缸日期：盟关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：—啦导师签名：’捅要X射线齿科全景数字化成像系统是当今放射医疗科学研究应用的热点，有助于实现齿科全景成像的计算机处理和远

3、程通讯。本课题组致力于自主研发一套直接数字化全景成像系统，以便对医院现有的传统胶片式齿科全景成像系统的数字化升级。为了实现齿科全景数字化成像系统对移动物体成像的要求，本设计采用了具有高灵敏度的TDI．CCD作为光电耦合器。．．基于TDI．CCD齿科全景数字化成像系统的硬件部分，其关键功能是在CPLD的控制下，将x射线信号经过光电耦合器(CCD)先转化为模拟的电信号，经过降噪处理后，将模拟信号由模数转换器(A／D)转换为数字信号，并通过USB2．0接口高速实时地传输至上位机中进行存储，以供后续的图像显示、处理等操作。本论文的主要内容包括TDI．CCD驱动电路模

4、块、相关双采样模块和基于USB2．0的数据采集模块的设计。在TDI．CCD驱动电路模块中，设计了驱动电路的PCB印制电路，并利用开关电源和各种稳压模块设计了供电电源，为驱动电路和TDI．CCD供电。实验证明，TDI．CCD在一定强度X射线照射和没有X射线照射两种情况下输出不同的信号，证明了电源电路和驱动电路设计的正确性。在相关双采样模块中，根据TDI．CCD输出信号噪声的特点，选用相关双采样芯片，设计了相关双采样电路。使用VerilogHDL语言设计了芯片的控制时序并进行了仿真。通过相关双采样实验，证明了电路和时序设计的正确性。在基于USB2．0的数据采集模

5、块的硬件设计中，针对TDI．CCD输出的两路信号，选用高速双核的A／D转换器设计了模数转换电路，并采用先入先出存储器(FIFO芯片)对数据进行缓存，并通过USB2．0接口将数据实时的传输至上位机中。在基于USB2．0的数据采集模块的软件设计中，为了实现对A／D转换和数据存贮的控制，设计了基于CPLD的时序控制脉冲。在QuartusII软件中对设计的A／D转换时钟信号、FIFO写时钟信号和FIFO写使能信号进行仿真，结果均达到设计要求。同时，还设计了USB2．0接口的固件程序和上位机应用程序，实现了基于USB2．0接口的数据传输功能。数据采集试验结果表明，在时

6、序控制脉冲的控制下，基于USB2．0的数据采集电路能够实现对双路信号的准确的A／D转换，并将信号暂存进FIFO中，然后利用USB2．0接口传输数据至上位机，并最终将数据保存为．txt文件。实验中FIFO存储器未出现装满的情况，数据采集系统能够实现实时的数据采集。各个模块均达到了设计要求，为后续的基于TDI—CCD齿科全景数字化成像系统的搭建做了必要的准备。关键词：TDI．CCD；相关双采样；模数转换；FIFO；USB2．0接口北京工业大学T学硕士论文AbstractX—raydentalpanoramicdigitalradiographysystem，wh

7、ichhelpstoconstructthecomputerizationandtelecommunicationofdentalpanoramicradiography,isahotspotinbothscientificresearchandapplicationofmodemmedicalradiology．Theaimofmyresearchgroupisdevelopingadirectlydigitalpanoramicradiographysystem，independentlyupdatingdigitizationofthetraditio

8、naloneswhichusefilmsasthei