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便携式线阵CCD测量开发平台的设计与实现

发布时间:2018-04-02 16:50

  本文选题:线阵CCD 切入点:便携 出处:《重庆大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着科学技术的发展,工业生产中自动化的设备在生产过程中逐渐替代了人来进行操作,而测量领域也正经历这种变革。在非接触测量和实时在线测量领域中CCD的运用越来越广泛,这也要得益于CCD技术的发展。纵观目前CCD测量领域还没有一个通用平台来进行CCD的研究学习,因此本课题提出了设计一款便携式的可进行二次开发的通用型线阵CCD测量开发平台。平台在作为测量仪器使用时要能够实现自动测量、数据自动存储以及处理、LCD显示等功能,同时具有测量快速、体积小、功耗低、造价低、通用性强等特点。此外平台还可作为学习科研和产品研发平台。平台具体的工作流程是通过线阵CCD进行测量并将测量的数据传送给模数转换器,模数转换器将CCD采集的模拟信号转换为ARM能够处理的数字信号,同时将数据保存到SD卡中,ARM将接收到的数据通过相应的算法进行数据处理并将结果输出到LCD上显示,与此同时可以通过触摸屏对整个平台进行操作控制。基于上述对平台的设计要求,本课题主要进行了两方面的工作。第一方面是系统硬件设计。首先是进行硬件的总体设计,然后分成多个模块进行单模块设计,主要有电源模块、采集模块、模数转换模块、数据存储模块以及显示模块。根据各个模块要实现的功能进行芯片选型,然后使用Altium Designer绘制电路图,最后将设计的电路板焊接上元器件制作平台的样机。第二方面是系统软件的设计。首先是底层驱动的软件设计,主要是CCD和A/D驱动程序。因为各个型号的CCD的驱动脉冲时序各不相同,因此要结合选用的TCD1209D的驱动时序来进行软件设计,而A/D得驱动与CCD的类似。其次是CCD数据采集以及数据处理程序的设计,这需要了解CCD的工作过程来进行设计。最后就是进行GUI界面开发的程序设计,重点是GUI软件的移植。通过这两方面的工作,就完成了平台的软硬件架构的搭建,制作出了样机。最后就是结合软硬件进行系统的调试工作,经过调试平台的各个模块均能正常工作,完成了设计要求,达到了设计目的。
[Abstract]:With the development of science and technology, the automatic equipment in industrial production has gradually replaced man to operate in the production process, and the field of measurement is undergoing this kind of change.CCD is more and more widely used in the field of non-contact measurement and real-time online measurement, which is also due to the development of CCD technology.At present, there is not a general platform for CCD research in the field of CCD measurement. Therefore, a portable and general linear array CCD measurement and development platform can be developed for secondary development is proposed in this paper.When used as a measuring instrument, the platform should be able to realize the functions of automatic measurement, automatic data storage and processing of LCD display. At the same time, it has the characteristics of fast measurement, small volume, low power consumption, low cost, strong versatility and so on.In addition, the platform can also be used as a platform for learning, scientific research and product development.The specific workflow of the platform is to measure the measured data through linear CCD and transmit the measured data to the ADC, which converts the analog signal collected by CCD into the digital signal that can be processed by ARM.At the same time, the data is saved to the SD card and the data received by arm is processed by the corresponding algorithm and the result is output to the LCD. At the same time, the whole platform can be operated and controlled by the touch screen.Based on the above design requirements of the platform, this paper mainly carried out two aspects of work.The first aspect is the hardware design of the system.Firstly, the overall hardware design is carried out, then divided into several modules to carry out a single module design, including power module, acquisition module, analog-to-digital conversion module, data storage module and display module.According to the function of each module, the chip is selected, then the circuit diagram is drawn by using Altium Designer. Finally, the prototype of the platform is made by welding the upper components of the designed circuit board.The second aspect is the system software design.The first is the underlying driver software design, mainly CCD and A / D driver.Because the driving pulse timing of each type of CCD is different, the software design should be combined with the selected TCD1209D driver timing, and the A / D drive has to be similar to that of CCD.Secondly, the design of CCD data acquisition and data processing program, which needs to understand the working process of CCD to design.The last is the GUI interface development program design, the emphasis is on the transplantation of GUI software.Through these two aspects, the hardware and software architecture of the platform is built, and the prototype is made.Finally, the system is debugged by combining software and hardware. After debugging each module of the platform can work normally, complete the design requirements, and achieve the purpose of the design.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN386.5

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本文编号:1701280

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