总控模块测试文档_武斌.docVIP

总控模块测试文档 一、综述 两用型航摄仪的数字模块中使用四块CCD芯片在航摄仪的二次成像面上拼接成像，实现四块大面阵CCD芯片的同步拍摄及其数据的并行快速存储，系统的总体结构及总控模块在系统中的位置如图1-1所示。 图 1-1四芯片拼接成像系统结构图 其工作过程如下：航摄飞机上的导航系统实时向总控模块提供飞行数据，总控模块根据事先设置的拍摄条件同步启动四个单CCD成像系统进行拍摄（也可人工启动拍摄），其中的单CCD成像系统本身就相当于一个高精度、高分辨率以及具备海量数据快速存储的相机，拍摄、存储完毕后，各CCD成像系统抽样读取已存储的图像数据，并转换成快视图VGA信号送入总控模块中，总控模块还包括一个安装在四个相机中间的小摄像头，实时采集承影玻璃上的影像，输出VGA信号，这五路VGA信号通过总控模块中的VGA信号切换器，在显示屏上显示用户需要查看的图片或视频。 二．总控模块功能与工作模式说明 总控模块的主要功能是实现与单CCD子系统的通讯接口、与胶片航摄仪及导航系统的通讯接口、实现对四个独立CCD成像系统的高精度同步控制及快视图的实时查看，及快视图的查看。我们将其划分为五个子模块：初始化模块、液晶显示模块、4×4键盘扫描模块、串口通信模块及按键功能模块。 在总控模块中设置了四种工作模式： 1. 手动拍摄模式（按键6）； 2. 自动拍摄模式（按键7）； 3. 导出模式（按键8）； 4. 清空模式（按键9）； （注：在这里我们设定在某一模式下工作时，其它3种模式均被禁止。） 系统默认一上电就进入自动拍摄模式，用户可以通过按键“7”加确认键“＃”选择自动拍摄或按键“6” 加确认键“＃”选择手动拍摄。 在自动拍摄模式下，一旦串口接收到导航系统传来的命令就开始通过快门控制端（shutter_ctrl）和拍摄控制端（shot_ctrl）向各个CCD子系统发送一个拍摄启动信号和一个快门开启信号。 在选择手动拍摄时，需先按下拍摄键“0”，然后按下确认键“＃”，这时系统也会通过快门控制端（shutter_ctrl）和拍摄控制端（shot_ctrl）向各个CCD子系统发送一个拍摄启动信号和一个快门开启信号。 当CCD子系统接收到总控模块发送来的拍摄启动信号和快门控制信号时就会打开快门开始工作。 同样，用户可以通过按键“8”加确认键“＃”选择导出模式，这时系统就向存储模块发导出启动信号，这样就将拍摄来的图像传送给了存储模块； 当用户通过按键“9”加确认键“＃”选择清空模式时，总控模块就在清空控制端（clear_ctrl）发清空允许信号。 三、多芯片系统的总控模块主要研究内容及其技术指标 设计开发与单CCD子系统的通讯接口、与胶片航摄仪及导航系统的通讯接口、快视图查看模块。实现对四个独立CCD成像系统的高精度同步控制及快视图的实时查看。 技术指标如下： 同步控制精度：0.25ms 摄像头物距：CCD镜头物距，且整个模块的高度 摄像头大小：符合安装尺寸 显示屏：彩色、大小符合安装尺寸 图像显示帧率：10fps 四、输入输出接口 系统采用普通军品51单片机作为控制器，这里我们选用了AT89S52，它不但要完成控制整个系统工作，而且还要实现VGA视频信号的切换。 总控模块的总体结构及输入输出接口如图1-2所示。 图4-1 总控模块总体结构图 与总控模块相关的输入输出接口如下： 与CCD成像子系统的通讯接口：使用控制器的四个通用I/O口即可。 与航摄仪的通讯接口：根据航摄仪接口的不同再进行选择。 与导航系统的通讯接口：初步决定使用RS232串口通讯。 与显示屏的接口：VGA接口 五、系统中输入输出信号的测试 系统的输入输出信号由两个部分组成：一部分是控制CCD成像子系统与存储模块工作的一些控制信号，主要是控制相机拍摄并将拍摄的图像数据传输至存储模块完成数据的存储与显示；另外一部分则是与外围设备的通讯接口，主要用来传输数据。 这里我们使用Tektronix的TDS 3032B型示波器采集到了这些输入输出信号的波形。 下图为示波器两个黄蓝通道在没有信号输入时的波形： 图5－1 下图为快门与拍摄启动脉冲波形，这个控制信号是用来控制相机的快门和拍摄的，当CCD成像子系统和电子快门收到总控模块的发来的这个脉冲就可以完成打开快门拍摄的动作。这里脉冲的高电平持续时间暂定为10ms，这个时间是可以在程序中通过修改定时的一个变量来设定的，视后期联调的结果可以再做改进，以达到最好的控制效果。 图5-2 （这里采用示波器的两个通道同时采集波形，黄色通道为快门启动脉冲，蓝色通道为拍摄启动脉冲） 下图为导出启动脉冲波形，这里采用一个上升沿作为控制存储模块把图像数据导出的控制