丁　伟

(爱特梅尔半导体科技(上海)有限公司,上海　200233)



基于单片机和FPGA的CCD数据采集与处理

丁伟

(爱特梅尔半导体科技(上海)有限公司,上海200233)

摘要为满足现代测量对高精度、高速和高稳定性的需求,提出了一种基于单片机和FPGA的CCD数据采集与处理方案。文中对CCD数据采集与处理系统进行了总体设计,并且分别进行了各自的电路模块化设计。在硬件电路设计方面,文中进行CCD的驱动电路和信号采集与处理电路的设计,包括了外部接口电路、内部时序脉冲电路、数据处理电路、系统与键盘和上位机等接口电路的设计。试验测试结果表明,文中设计达到了预期效果。

关键词FPGA;单片机;CCD;模块化电路设计

CCD(电荷耦合器件)是近年来发展出的新型半导体器件,其以电荷为基本参数,可在器件的外围电路和信号处理方面具有良好的性能。利用CCD作为感光元件的激光三角测量法,在工业测量领域中得到了广泛应用。在CCD数据采集和处理系统中[1],要有CCD驱动电路、数据采集电路、数据处理电路、结果显示电路,常见的CCD测量系统均是以单片机或FPGA(现场可编程门阵列)作为控制核心连接各个电路去完成测量过程。以单片机作为控制核心硬件连接复杂,在一个单片机上,端口数量与中断源等均有数量限制,能完成的测量工作较少,单片机处理指令的方法是指令排队,其耗时较长,且可靠性较差。以FPGA作为控制核心克服了单片机作为控制核心的缺点,FPGA集成了众多相互独立的逻辑门电路,可多任务并行处理,并能集成加法器、乘法器等器件,处理速度较快。……