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USB在CCD数据采集系统中的应用

作者：王飞 Publish: 2007-8-8 Hits:-

【中文题名】

USB在CCD数据采集系统中的应用

【英文题名】

【学科专业】

光学工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-8

【中关键词】

CCD,TCD1209D,AD9822,LPC2146,USB控制器,

【英关键词】

CCD,TCD1209D,AD9822,LPC2146,USB controller,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>数据收集和处理系统

【论文摘要】

随着光电子学和半导体技术的发展,光电器件发展迅速,已广泛应用于国民经济的各个领域.其中,CCD器件由于具有光电转换、信息存储和延时等功能,又有尺寸小、重量轻、功耗小、噪声低、线性好、灵敏度高、动态范围大、性能稳定和自扫描能力强等优点,故在图像传感、物体外型测量、工程检测、信息存储和处理等领域得到广泛的应用。本课题完成了基于USB的CCD数据采集系统的设计,在对CCD的工作原理和性能做了简要阐述之后,详细分析了各重要芯片的工作原理和各功能电路的设计,编写了各功能模块的上层应用程序和底层驱动程序。系统采用的主要芯片有线阵CCD传感器TCD1209D,CCD专用图像处理芯片AD9822,以及ARM7微处理芯片LPC2146。在设计过程中,充分发挥了各个芯片的优异性能,上位机编写的驱动时序控制LPC2146的GPIO的输出来实现CCD的驱动,电路设计简单,并可实时修改CCD的驱动时序。在数据采集电路中,AD9822是一款CCD专用图像处理芯片,在对CCD信号做高精度A/D转换之前,先做了信号的优化和预处理,提高了数据采集系统的可靠性和稳定性。数据传输采用USB2.0接口,充分发挥了通用串...

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-9
第一章绪论	9-13
1.1 课题概述	9-10
1.2 CCD 的发展及应用	10-11
1.3 课题研究的主要内容	11-13
第二章 CCD 数据采集系统的工作原理与实现方案	13-19
2.1 系统总体设计方案	13-14
2.1.1 硬件结构	13-14
2.1.2 软件设计	14
2.2 CCD 工作原理	14-19
2.2.1 电荷的产生和存储	15-16
2.2.2 电荷耦合	16-17
2.2.3 电荷转移	17-19
第三章系统硬件电路设计	19-38
3.1 CCD 工作电路设计	19-26
3.1.1 TCD1209D 的结构及其工作原理	19-22
3.1.2 驱动电路设计	22-26
3.2 数据采集电路设计	26-30
3.2.1 AD9822 结构及工作原理	26-29
3.2.2 数据采集电路设计	29-30
3.3 处理系统设计	30-38
3.3.1 ARM 微处理器结构	30-32
3.3.2 LPC2146 的功能模块分析	32-33
3.3.3 处理器外围电路设计	33-38
第四章 USB 接口及其软硬件开发	38-52
4.1 USB 协议	38-42
4.1.1 USB 协议特点	38-40
4.1.2 USB 通信的分层模型	40-41
4.1.3 USB 总线的数据传输类型	41-42
4.2 LPC2146USB 控制器介绍	42-46
4.2.1 特性介绍	42
4.2.2 结构分析	42-44
4.2.3 端点	44
4.2.4 USB 数据流	44-46
4.2.5 USB 设备控制器寄存器	46
4.3 USB 接口电路设计	46-47
4.4 LPC2146USB 固件程序设计	47-52
4.4.1 USB 端点数据与用户程序之间的数据交换	47-48
4.4.2 固件程序分层设计	48-52
第五章系统软件设计	52-58
5.1 软件设计概述	52
5.2 底层驱动程序设计	52-55
5.2.1 CCD 驱动程序设计	53
5.2.2 数据采集程序设计	53-54
5.2.3 USB 数据传输程序设计	54-55
5.3 应用程序设计	55-58
5.3.1 USB 通道的数据传输	55-56
5.3.2 驱动波形的编辑	56-57
5.3.3 数据处理及绘图	57-58
第六章系统调试与试验结果分析	58-64
6.1 系统硬件电路板实现	58-59
6.2 电路调试	59-64
6.2.1 电源、时钟和复位电路调试	60
6.2.2 JTAG 接口调试	60
6.2.3 USB 调试	60-61
6.2.4 TCD1209D 调试	61
6.2.5 AD9822 调试	61-62
6.2.6 试验结果分析	62-64
第七章总结与展望	64-66
7.1 本论文完成的主要工作	64
7.2 本课题今后的研究方向	64-66
致谢	66-67
参考文献	67-69
个人简历	69
攻读硕士学位期间的研究成果	69-70

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.384420



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