彩色线阵CCD三通道数据采集系统的设计与实现.docVIP

彩色线阵CCD三通道数据采集系统的设计与实现 常丹华 陈丽娟 （燕山大学信息科学与工程学院 秦皇岛 066004） 摘要：设计了针对彩色线阵CCD TCD2252D的数据采集系统，对彩色CCD的三路RGB值进行同时采集，采用3个A/D转换器进行模数变换，通过CPLD内集成的三选一通道选择电路，使3路数据顺序缓存在FIFO中，经由USB2.0接口传送到计算机中存储、显示和处理，具备无线反馈控制接口。整体设计能对彩色CCD信号进行可靠的传输，有很强的扩展性和应用价值，可以应用于很多场合。 关键词：彩色线阵CCD；数据采集系统；USB2.0接口；无线接口 中图分类号：TP274+.2 文献标识码：A Design and Implementation of Three Channels Data Acquisition System for Color Linear CCD CHANG Dan-hua CHEN Li-juan (Information Science and Engineering College. Yanshan University. Qinhuangdao 066004. China) Abstract: The data acquisition system is designed for color linear CCD TCD2252D.The three channels RGB value of the color CCD is sampled at one time. Three A/D converters are used for analog-to-digital convert. The three channel data through the channel selection circuit in CPLD and is cached orderly in FIFO. The data is transferred to computer by USB2.0 interface for storage、display and processing. The system has a wireless feedback control interface. The whole design can transfer the CCD signal reliably and has better expansibility and application worth. It can be used in many application situations. Key words: Color linear CCD; Data acquisition system; USB2.0 interface; Wireless interface 1. 引言 CCD器件及其应用技术的研究取得了惊人的进展，特别是在图像传感和非接触测量领域的发展更为迅速。将CCD技术、计算机图像处理技术与传统测量方法相结合，能获取被测对象的更多信息，实现快速、准确的无接触测量，显著提高测量技术水平和智能化水平。针对CCD信号的采集及采集之后的信号如何与计算机进行信息通信就成为CCD应用的一个重要问题，而能够针对CCD每一个像素进行高速采集并实时的传输给计算机处理，将会大大的提高采集到的CCD信号的精度并解决实时处理的问题，这在CCD信号采集和处理领域都将非常广阔的前景。 目前，使用彩色CCD采集图像信号的应用越来越多。例如温度测量中，由CCD的光谱响应特性、光电转换特性可知，使用彩色CCD采集输出的RGB值可得到被测物体表面图像中的亮度和色度信息，并根据比色测温原理计算出物体的表面温度场[1]。彩色线阵CCD的每个像素的R、G、B值是同时输出的，所以设计对彩色线阵CCD的RGB输出值进行采集并传送到计算机的采集系统具有很大的实用性。 本文针对彩色线阵CCD的一种TCD2252D设计了可同时传输R、G、B三路信号的采集卡和应用界面程序，实现对彩色CCD每个像素的高速可视化采集并且具备USB2.0接口和无线控制输出端，集采集数据、处理数据、反馈控制于一体。对于不同型号CCD或者单通道黑白CCD信号的采集，只需修改软件部分，具有很强的扩展性。 2. 整体设计方案 整体设计采用模块化的设计思想，各个模块之间相互独立。整体设计框图如图1所示。首先将彩色CCD的3路模拟输出信号通过A/D转换成3路数字信号，通过CPLD进行时序设计将3路数字信号顺序存入到先进先出存储器（FIFO）中缓存，再由具有USB2.0接口的微处理器将数据传输到计算机中进行存储、显示和处理，可以通过无线接口端将计算机的控制信号反馈