电子信息工程技术 CCD测径实验仪驱动仿真与改进.docVIP

东 莞 理 工 学 院 毕 业 设 计 毕业设计题目：CCD测径实验仪驱动仿真与改进 学生姓名： 学 号：20051307207 系 别： 专业班级：电子信息工程技术2班 指导教师姓名及职称： 起止时间：2008年3月—— 2008年6月 摘 要 本文介绍了线阵CCD器件的基本结构及工作原理，从CCD传感器的电荷产生、转移原理入手，针CCD传感器的信号特点进行系统硬件设计CCD行非接触在线检测, 其硬件部分采用新型AT89C52单片机作为主机, 软件使用了C语言编写。 关键词 CCD 驱动时序 单片机 测径系统 Abstract: This paper describes the linear CCD devices basic structure and working principle. The typical linear CCD device TCD142D signal waveform is analyzed from the charge produced and transferred principle. And the hardware and software of a signal CCD sensor system are designed on the CCD sensor characteristics. The device with the hardware used a host of AT89C52 SCM and the software prepared for C language can measure the wire diameter with non-contact method, Key words: CCD； Driver timing； SCM； Diameter measurement system 目 录 1．综述 1 2．方案论证 1 2.1分析仿真TCD142D信号 1 2.2用单片机改造DM99型CCD测径实验系统的可行性 2 2.2.1测径系统的工作原理 2 2.2.2总体改进方案设计 3 3．过程论述 4 3.1 CCD的基本结构及工作原理 4 3.1.1 CCD基本结构 4 3.1.2工作原理 5 3.2用MAX+PLUS II软件仿真TCD142D信号 6 3.2.1 TCD142D线性CCD 6 3.2.2 TCD142D驱动时序分析 7 3.2.3驱动时序的CPLD实现 8 3.2.4仿真结果 9 3.3 AT89C52单片机数据采集系统设计 10 3.3.1系统硬件设计 10 3.3.1.1二值化处理方法 10 3.3.1.2输入、显示电路 13 3.3.1.3 AT89C52型单片机 13 3.3.2系统的软件设计 14 3.3.3实验结果讨论 16 4．总结 17 参考文献 18 致 谢 19 1．综述 自二十世纪0年代开始，摄影技术出现了革命性的突破，即电荷耦合器件CCD（Charged Coupled Device）的广泛应用。目前，CCD技术已发展成一项具有广泛应用前景的新技术，成为现代光电子与测试技术中最受关注的研究热点之一。例如，在国防军事领域，CCD成像技术在微光、夜视、遥感应用中发挥着巨大的作用，适应了现代高技术战争的需求，成为军事微电子学的研究热门；在科研领域，由于其灵敏度高、噪声低，成为研究宏观（如天体）和微观（如生物细胞）现象不可缺少的工具；CCD具有成本低、小而轻的特点，在图像通信领域也获得了广泛的用途；在工程测量领域，CCD在工件尺寸测量、工件表面质量检测、物体热膨胀系数测量、光强分布测量等方面都有很好的应用。在生产实际中，许多场合需要对一维尺寸进行测量，例如对带、管、条等的测。采取传统的先加工后测量的方法，劳动强度大，信息反馈慢，直接影响了线材的质量和生产效益。因此，必须有一套高精度的实时在线检测系统，一方面可使生产人员及时了解线径的大小及偏差，一方面给生产机构伺服系统提供正比于偏差的反馈量，实现反馈控制。MAX+PLUS II软件仿真了TCD142D 的信号，对其输出信号进行二值化处理，再将处理后得到的方波输入AT89C52型单片机进行采集处理。为了更好的将本系统运用于工业生产中产品检测，在设计中加入了键盘输入、LCD显示和误差报警功能，使其更具实用性。 2．方案论证 2.1分析仿真TCD142D信号 在应用CPLD设计CCD的驱动电路时，主要有两种输入方法，原理图设计输入法和硬件描述语言设计输入法。原理图设计法仍然是自下向上的传统设计方法，利用已有的逻辑元器件来构