使用FPGA實(shí)現(xiàn)CCD探測(cè)系統(tǒng)的論文說(shuō)明

　　隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)CCD探測(cè)系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測(cè)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，已不能滿(mǎn)足日益廣泛的應(yīng)用需要。本文設(shè)計(jì)了一套基于單片FPGA的小型化與經(jīng)濟(jì)化的CCD探測(cè)系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足空間光強(qiáng)的測(cè)量并實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的識(shí)別和處理。 本文研究了CCD探測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了基于單片F(xiàn)PGA的CCD探測(cè)系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調(diào)試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了CCD探測(cè)系統(tǒng)的小型化與經(jīng)濟(jì)化的目標(biāo)。利用FPGA器件實(shí)現(xiàn)了CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序脈沖的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了單采樣與相關(guān)雙采樣的控制程序設(shè)計(jì)，利用FPGA的數(shù)字信號(hào)處理功能實(shí)現(xiàn)了相關(guān)雙采樣的信號(hào)處理?；贔PGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)程序的改變，對(duì)CCD驅(qū)動(dòng)頻率、模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)刻的選擇進(jìn)行方便調(diào)節(jié)。系統(tǒng)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸接口采用了網(wǎng)絡(luò)傳輸方案，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離傳輸、遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、信息共享等優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)采用基于FPGA的Nios II嵌入式處理器系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)其應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。

　　隨著圖像采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)CCD探測(cè)系統(tǒng)的要求日益提高。傳統(tǒng)的CCD探測(cè)系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，已不能滿(mǎn)足日益廣泛的應(yīng)用需要。本文設(shè)計(jì)了一套基于單片F(xiàn)PGA的小型化與經(jīng)濟(jì)化的CCD探測(cè)系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足空間光強(qiáng)的測(cè)量并實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的識(shí)別和處理。

　　本文研究了CCD探測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了基于單片F(xiàn)PGA的CCD探測(cè)系統(tǒng)的硬件電路原理圖，完成了硬件電路板制作與調(diào)試。系統(tǒng)FPGA選用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，電路板采用雙層板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了CCD探測(cè)系統(tǒng)的小型化與經(jīng)濟(jì)化的目標(biāo)。利用FPGA器件實(shí)現(xiàn)了CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序脈沖的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了單采樣與相關(guān)雙采樣的控制程序設(shè)計(jì)，利用FPGA的數(shù)字信號(hào)處理功能實(shí)現(xiàn)了相關(guān)雙采樣的信號(hào)處理?；贔PGA的可編程特性，在不改變外部電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)程序的改變，對(duì)CCD驅(qū)動(dòng)頻率、模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣時(shí)刻的選擇進(jìn)行方便調(diào)節(jié)。系統(tǒng)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸接口采用了網(wǎng)絡(luò)傳輸方案，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離傳輸、遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、信息共享等優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)采用基于FPGA的Nios IⅡ嵌入式處理器系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)其應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與上位機(jī)之間數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。