CCD数据采集系统的FPGA实现

【摘要】21世纪是信息化时代,信息技术给人们的日常生活带来巨大的变化。图像传感器越来越多的应用到我们日常生活之中,例如手机上的照相机,遍布社区和道路上的监控探头等。这些应用成果都功归于对图像传感器技术的不断研究。现阶段以CCD图像传感器和CMOS图像传感器的研究比较成熟,应用较其他的相对广泛。其中CCD图像传感器具有光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点被广泛的应用于图像分析、遥感成像、高精度测量以及工业控制等领域。本文在分析研究了当前的数据采集系统后,充分利用FPGA的低成本、高可靠性、工作速度快及开发周期短和USB的灵活、高速等优点,设计了一种基于FPGA和USB的线阵CCD图像采集系统。FPGA作为系统的核心控制芯片,使用VerilogHDL硬件描述语言设计FPGA内部逻辑产生系统的硬件时序来控制整个系统的外围模块。本系统采用Altera公司的StratixIII系列FPGA为主控制器,设计了线阵CCD驱动模块、A/D转换器驱动模块、FIFO控制模块、USB接口控制模块。系统采用USB2.0接口作为数据的传输接口,将采集到的数据传输到PC机上。系统硬件方面,线阵CCD采用日本东芝公司的TCD1209D,数模转换芯片采用AnalogDevice公司的线阵CCD专用芯片AD9822,使用Cypress公司的CY7C68013A作为USB接口控制芯片。软件方面。使用Altera公司的QuartusII集成开发环境用VerilogHDL硬件描述语言设计实现了线阵CCD驱动时序,A/D转换芯片的驱动时序和SlaveFIFO写状态机。使用KeiluVision2设计实现了USB接口控制芯片的固件程序。使用AltiumDesignerWinter09设计绘制了系统的PCB电路板。通过最终对系统硬件和软件的测试,可以把CCD采集到的数据显示和存储下来,表明本文的设计方案是可行的。
【作者】刘玉；
【导师】谭守标；
【作者基本信息】安徽大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】数据采集；FPGA；USB；线阵CCD；

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