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基于ATMEGA48的线阵CCD数据采集系统_论文

  - “   *  4   l 雾 0    l   ●  0  0■ 0 ●  0  0  4 -   ~ 一。一、~ 一   、、 、、 、   、 线件cl c) = 数据采集系统     ~ 一 一,   摘要 : 文章介绍了一种基于单片机 ATME 4 GA 8的 CCD数据采集系统 。 系统采用两片 ATMEGA4 8来产  生 C D所需要的驱动脉冲以及控制数据的采集等 。使用先进先出存储器 IT 24 O D 70 解决了高速的 A D转  / 换和慢 速的数据读取 之间的矛盾 。电路简 单,易于 实现 。   关键词 :A M G 4 ;先进 先出存储器 ;线阵 CO   T E A8 D; 中图分 类号 :T 3 1 文献标识 码 :A P1       文章编号 :10 - 8 X21) — 07 0    6 83 (  0 03— 3 0 00 4 韦晓 茹 居戬之 朱 亚 一  一 、 引 言  C D[的驱 动 电 路 可 采 用 普 通 的 数 字 芯 片 、 复 杂 可 编 程 逻 辑 器 件 ( P D)【等 来 实 现 。 当 所用 的 C D C 。   CL   C   要求 的驱动脉冲不 多的时候 ,若采用 C L P D技术 ,显得投入过多【而没有充分体现 出 C L “   P D 可编程 ”的技术  特 点 。 这 种 情 况 下 , 以采 用 普 通 的数 字 芯 片 来 设 计 C D 的驱 动 电路 。 文 给 出 一 种 基 于 单 片 机 A M E A4  在 可 C 本 T G 8 的 C D驱 动 电路 和 数 据 采 集 电路 的设 计 方 案 , 资金 投 入 少 , 电路 简 单 易于 实 现 ,具 有 重 要 的实 用 价 值 。 C   二 、系 统 硬 件 电路 设 计  系 统 主 要 由两 片 单 片 机 A ME A 8 为  T G 4( 区 别 起 见 , 分 别 称 之 为 A ME A4  和  T G 81 A ME A4   ) 线 阵 C D、A D 转 换 器及  T G 82 、 C / FF ( r n ad fs o t 储 器 等 组 成 。 IO fs i n  rt u) it   i   存   A ME A4 是 A ME T G 8 T L公司生产 的精 简指令  集【单片机 ,工作时可采用 内部时钟 ,并且  4 ] 内部定时器在一定的设置下可在引脚上可产  生 P WM 波形输 出。系统 的基本原理框 图如  图 1 示。 所   1 驱 动 脉 冲 的生 成 以及 积 分 时 间 的 设 定  、 T D10 DG 是 一 款 高 灵 敏 度 、 低 暗 电  C 34 流的线 阵 C D,共有 3 4 C 6 8个像元 ,单个像  元 的大小为 8 mx 0 p g 2 0. m,采用单 电源供 电。   T D10 D 可用在高精度尺寸测量 和光谱  C 34 G 分析方面 。图 2是其驱动信号的时序 图 ( 不采 用电子快 门)  。 2 0 0   en or o l 01 . 4 S s W r d www.e o wod   m ∞ s ns r dm . ◆  ∞ 、 .■ ∞ , r   与 系 统  数 据 的 大 小 来 查表 以获 得 代 表 积 分 时 间 的数 据 ,然 后 将 查 表  所 得 的数 据 写入 t r 相 关 的 寄存 器 从 而 改 变 I G 的周 期 , i l me C   也 就是 积 分 时间 。 分 时 间每 更 新 一 次 ,A ME A4  就 复  积 T G 8l 位一次 。   2 、模 拟 信 号 的放 大 及 AD 转 换  / T D10 D 的输 出信号为 OS C 34 G ,当 T D10DG没有接  C 34 受 光 照 的时 候 ,O S的 输 出值 为 5 ( V 电源 电压 为 5 ,曝 光  V) 量越大 , OS的输 出值 越 小 。 当接 收 的 光 超 过 最 大 曝光 量 时 ( 光  饱 和 ) OS的 输 出 值 约 为 06 左 右 。 据 O , . V 根 S输 出值 的特 点 ,   可 以采 用 由运 算 放 大 器 构 成 的减 法 器 【来 对 输 出进 行 放 大 。     在 时序 图 2中 ,DO D 5为 空 像 元 输 出 ,S ~ 3 4 ~4 1¥ 6 8为有  用 信 号 像 元 输 出 ,因 此 C D 的 1 C 行读 出周 期 中共 有 3 9 64个  放 大 电路 如 图 3所 示 。其 中 ,R 2是 反馈 电 阻 ,用 于 调 整放 大  倍 率 。R 4用 于 调整 输 出信 号 的 暗 电平 。   AD 转 换 芯 片采 用 A 公 司 的 1 / D 2位 精 度 的 AD 2 0  92 , 像元输 出。T D1 0DG 芯片正常工作需要 3路驱动信 号: C 34   S 脉 冲 、I G 脉 冲 和  M 脉 冲 。S   H C H AD 2 0的采 样 速 度 可 达 1MH ,它  92 0 z 在 采 样 时钟 的上 升 沿 采 样 信 号 ,然 后  经 过 3个时钟 周期输 出数字信 号 。   AD 2 0的采 样 时 钟 C K可 由  M 经  92 L 4分 频 后 获 得 。   3 IO 存 储  、FF FF 存 储 器 芯 片采 用 I 7 0 , IO DT 2 4  字 长 为 9位 , 容量 为 4 9 个 存 储 字  其 06 节 。 IO 存 储 器 的特 点在 于它 有 两 个  FF 端 口:输 入 口和 输 出 口 ,并 按 先 进 先  出 的顺 序 来 存 放 数 据 ,无 需 地 址 发 生