基于DSP的线阵CCD数据采集系统的设计_毕业设计说明书

基于DSP的线阵CCD数据采集系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 1 绪论 1.1 数据采集的历史与现状 数据采集系统是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算，以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统是建立在数字信号处理的基础之上，数字信号处理是一门新兴的学科，其科学体系时间里在20世纪40年代，迅速发展于20世纪60年代，其主要标志是两项重大进展，即傅立叶变换的快速算法的提出和数字滤波器设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的完善。 在20世纪40年代至50年代建立的取样数据系统理论，是数字信号处理理论的前身，但它只是现行连续系统理论的拓展。20世纪50年代末至年代初，数字计算机开始应用于信号处理，数字信号处理理论的研究才真正开始得到快速发展。到20世纪70年代，数字信号处理已经发展成为一门不再依赖于模型方法和模拟实验而独立发展的学科。20世纪80年代以后，特别是在90年代，数字信号处理的理论和技术更加成熟，它开始渗透到许多学科领域，并于语音、图像、通信等信息产业紧密结合，不断地在理论上有所创新，在技术上有所突破，开辟了许多新的学科分支[3]。 1.2 CCD测距的历史与现状 CCD测距技术作为一种能有效实现非接触的测量技术，被广泛应用于尺寸、位移、距离、表面形状检测和温度检测等领域。由CCD传感器、光学成像系统、数据采集和处理系统构成的距离测量装置，具有测量精度高、速度快、应用方便灵活等特点，是现有机械式、光学式、电磁式测距仪器所无法比拟的。在距离测量中，通常采用合适的照明系统使被测物体通过物镜成像在CCD靶面上，通过对CCD输出的信号进行适当处理，提取测量对象的几何信息，结合光学系统的变换特性，可计算出距离。 近年来，将CCD技术和莫尔条纹、数字全息、电子斑点干涉等技术相结合以精确测量微小尺寸的技术正成为一种具有很大潜力的研究发展方向。 综上所述，CCD应用技术已成为集光学、电子学、精密机械与计算机技术为一体的综合性技术，并被广泛应用于现代光学和光电测试技术领域。事实上，凡可用胶卷和光电检测技术的地方几乎都可以应用CCD。随着半导体材料与技术的发展，特别是超大规模集成电路技术的不断进步，CCD图像传感器的性能也在迅速提高，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，因此，CCD技术必将以其突出的优点而在工业测控、机器视觉、多媒体技术、虚拟现实技术及其他许多领域得到越来越广泛的应用。 1.3 课题的提出 在工业生产和军事应用中，测量目标距离是非常常用的。最初都是用量具由人工进行接触性测量，这种测量方法速度慢，精度不高，受外界环境因素影响较大，并且在很多情况下—例如：测量敌方目标距离，测量高空飞行的飞行器等，并不能直接用量具测量。自从感光器件发明之后，非接触测量方法得到了很好的发展，但是，在普遍应用的非接触测量系统中，仍然存在一定的局限性。传统方法都是用外部设备将测量数据采集之后传送至计算机，再由计算机进行后续的处理。这种方法具有处理数据能力强，处理方法比较灵活，可视化强，易于存储等优点。与此同时，这种方法具有一定的局限性：这种方法对计算机接口速度要求较高，实时性不强，不利于设备的小型化、生产线本身的自动化，在野外环境、恶劣环境中不适于使用计算机。 数字信号处理器(Digital Signal Processor)DSP芯片是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。高速数字信号处理器是当前信息产业的热点技术之一，采用最先进的DSP无疑会使所开发的产品具有更强大的市场竞争力。为了使非接触实时测量系统本身具有数据处理能力，脱离计算机的束缚，实现设备的小型化、提高灵活性，设计了基于DSP的CCD数据采集系统。 1.4 设计的意义 论文介绍了一种基于DSP芯片的CCD在线数据采集系统，提出了以DSP作为CCD信号处理器，设计了一个可以脱离计算机的独立的数据采集系统。由于DSP芯片的应用，使得测量系统具备了小型化、低功耗、便携等优点。这个系统可以应用在很多不适合利用计算机处理数据的场合，例如野外操作。由于DSP软件的灵活性，所以系统的硬件结构具有很高的通用性和灵活性，只需对DSP内部软件进行修改、重新烧写，就可以利用同一块电路板实现不同的目的，例如：直径测量、距离测量、工件计数等功能。 1.5 设计的基本 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 线阵CCD用于物体尺寸精密测量是一种非常有效的非接触型的精密检测技术，由于它具有非接触无磨损、测量精度高、速度块、实时性强并易与计算机进行数据交换等特点，因此被广泛应用于各种物体外形尺寸的在线自动测量、物体位置的自动测量、物体旋转角度的自动测量等。CCD器件由于其它体积小、分辨率高、精度高、稳定性好、抗震动、抗电磁干扰等优点，已在工件尺寸测量、工件表面质量检测、物体热膨胀系数检测、图像传真、摄像机以及智能传感器等方面得到了广泛地应用。 对于CCD采集信号的处理，目前有很多种方法。DSP作为专用的数字信号处理芯片应用于CCD信号的处理，可以实现在线实时高速测量。将DSP处理系统与输入输出系统结合，可以使普通测量系统脱离对于计算机的依赖，摆脱长距离信号传输的干扰问题和计算机接口速度的瓶颈。DSP(数字信号处理器)是一种具有高速性、实时性和丰富的芯片内部资源的处理器，它的出现为人们解决这个难题提供了一条新的道路。论文以型号为FMS320F206PZA的DSP为例，结合AD技术和CPLD应用技术，介绍了DSP在线阵CCD测量系统中的应用。 1.6 本设计的主要工作 1)在理论分析的基础上，提出了以DSP为数据处理核心单元的CCD数据采集系统解决方案，并结合可编程逻辑器件(FPGA CPLD)技术和DSP应用技术全面分析了系统的可行性与实用性。 2)设计了数据采集系统中应用的线阵CCD—TCD1206SUP器件的驱动电路、AD数字化电路、存储电路、围绕着TI公司TMS320F206芯片的DSP数据处理电路。电路中采用了现场可编程数字逻辑器件CPLD器件EPM7128作为硬件设计载体，有利于电路板的调试和小型化。 3)利用CCS软件开发了DSP芯片内部信号处理程序，使其实现CCD的数据采集、数据处理、结果显示和超限报警等功能。 2 主要芯片的工作原理及选取 2.1 CCD工作原理 电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要来修改图像。CCD由许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。 CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换,实现图像的获取、存储、传输、处理和复现[4]。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。因此，许多采用光学方法测量外径的仪器，把CCD器件作为光电接收器。  本设计研究过程中采用的是TCD1206SUP，这是从TCD1206SUP的基本结构、工作原理及特性参数等方面考虑的。 2.1.1 TCD1206SUP的基本结构 TCD1206SUP是具有高灵敏度、低暗电流，2160像元的CCD图像传感器。本传感器可用于传真、图像扫描。它包含一列2160像元的光电二极管，当扫描一张B4的图纸时，可达到28线毫米(200DPI)的精度。它在TTL脉冲下工作，电源为12V。 其特性如下： 1)像敏单元数目：2160像元 2)像敏单元大小：14um×l4um，中心距为14um 3)光敏区域：采用高灵敏度、低暗电流的PN结作为光敏单元 4)时钟：二相(5V) 5)封装：采用22脚DIP封装 C1 时钟（第一相） DOS 补偿输出 C2 时钟（第二相） OD 电源 SH 转移栅 SS 地 RS 复位栅 NC 没有连接 OS 信号输出 表2.1 TCD1206管脚定义 下图为TCD1206SUP芯片引脚图： 图2.1 TCD1206SUP芯片管脚图 TCD1206SUP由2236个PN结光电二极管构成光敏单元阵列，其中前64个和后12个是用做暗电流检测而被遮蔽的，图中用符号Di(i=0，1，2⋯)表示；中间的2160个光电二极管是曝光像敏单元，图中用Si(i=0，l，2⋯)表示。每个光敏单元的尺寸为14um长、14um高，中心距离为14um，光敏元阵列总长为30.24mm。光敏单元阵列的两侧是用作存储光生电荷的MOS电容存储栅。MOS电容存储栅的两侧是转移栅电极SH，转移栅电极的两侧为CCD模拟移位寄存器，其信号输出部分由输出放大器单元的OS端输出，并在补偿输出单元的DOS端输出补偿信号[5]。 图2.2 TCD1206SUP芯片内部结构图 2.1.2 TCD1206SUP的工作原理 TCD1206SUP在如下图所示的驱动脉冲作用下工作。图中当SH脉冲为高电平时，CR1脉冲亦为高电平，其下均形成深势阱。这样，SH的深势阱使CR1电极下的深势阱与MOS电容存储势阱沟通，MOS电容存储栅中的信号电荷将通过转移栅转移到模拟移位寄存器CRI电极下的势阱中。当SH由高变低时，SH低电平形成的浅势阱(也可以称为势垒)将存储栅下的势阱与CR1电极下的势阱隔离开。存储栅下的势阱进入光积分状态，而模拟移位寄存器将在CR1与CR2脉冲的作用下驱使信号电荷进行定向转移。最初由存储栅转移至CR1电极下势阱中的信号电荷将向左转移进入CR2电极下势阱中，而后再转移至CR1电极下势阱中，一位位地向左转移，最后经过输出电路由OS端输出哑元信号和2160个有效像元信号，而由DOS端输出补偿信号(或参考信号)。由于结构上的安排，OS端首先输出13个虚设单元信号；再输出51个暗信号，然后才连续输出Sl至S2160的有效像素单元信号。第S2160信号输出后，又输出9个暗信号，再输出2个奇偶检测信号，之后便是没有信号的空驱动信号。空驱动数目可以是任意的，但必须大于零，否则会影响下一行信号的输出。 图2.3 TCD1206SUP驱动脉冲波形图 2.1.3 TCD1206SUP的特点 1）驱动简单。TCD1206SUP的四路驱动脉冲均可由CMOS逻辑器件HC7404提供0.3V到5V的脉冲，这是因为在CCD芯片的内部已经设置了电平转换驱动器电路，极大地方便了用户。 2)灵敏度高。TCD1206SUP的光电灵敏度为45Vlx.s，它的饱和曝光量为0.037lx.s，虽然低于TCDl208AP(110V1x.s)，但是它的动态范围为1-700，比TCD1208AP(400)高很多，因而它被广泛地应用于各种测量领域。 总之，TCD1206SUP是具有高灵敏度、较高动态范围的线阵CCD器件。被广泛应用于非接触自动测量领域。因此，我们选用它作为系统的光学感应元件。 2.2 DSP芯片简介 2.2.1 DSP芯片的主要特点 DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法[6]。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点： 1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法运算。 2）程序和数据孔家分开，可以同时访问指令和数据。 3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线同时访问两块芯片。 4）具有低开销或者无开销循环及跳转的硬件支持。 5）快速的中断处理和硬件IO借口支持。 6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。 7）可以并行执行多个指令。 8）支持流水线操作，使取指、译码、和执行等操作可以重叠执行。 2.2.2 DSP芯片的应用   自从DSP芯片诞生以来，DSP芯片得到了飞速的发展。DSP芯片高速发展，一方面得益于集成电路的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在短短的十多年时 间，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前，DSP芯片的价格也越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的应用主要有： 1)信号处理--如，数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。 2)通信--如，调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等。 3)语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。 4)图像图形--如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等。 5)军事--如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。 6)仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。 7)自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。 8)医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。 9)家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话电视等。 2.2.3 DSP芯片的选择 设计DSP应用系统，选择DSP芯片时非常重要的一个环节。只有选定了DSP芯片才能进一步设计外围电路集系统的其它电路。总的来说，DSP芯片的选择应根据实际的应用系统需要而确定。一般来说，选择DSP芯片时考虑如下诸多因素，如DSP芯片的运算速度。运算速度是DSP芯片的一个最重要的性能指标，也是选择DSP芯片时所需要考虑的一个主要因素。DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量： 1) 指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，通常以ns为单位。 2) MAC时间。即一次乘法加上一次加法的时间。 3) FFT执行时间。即运行一个N点FFT程序所需的时间。 4) MIPS。即每秒执行百万条指令。 5) MOPS。即每秒执行百万次操作。 6) MFLOPS。即每秒执行百万次浮点操作。 7) BOPS。即每秒执行十亿次操作。 8) DSP芯片的价格。根据一个价格实际的应用情况，确定一个价格适中的DSP芯片。 9) DSP芯片的硬件资源。 10) DSP芯片的运算速度。 11) DSP芯片的开发工具。 12) DSP 芯片的功耗。 13) 其它的因素，如封装的形式、质量标准、生命周期等。 2.2.4 TMS320F206芯片介绍 通用DSP芯片的代表性产品包括TI公司的TMS320系列、AD公司ADSP21xx系列、MOTOROLA公司的DSP56xx系列和DSP96xx系列、AT&T公司的DSPl616A和DSP3232C等单片器件[7]。 TI的三大主力DSP产品系列为C2000系列主要用于数字控制系统；C500（ C54x、C55x)系列主要用于低功耗、便携的无线通信终端产品；C6000系列主要用于高性能复杂的通信系统。C5000系列中的TMS320C54x系列DSP芯片被广泛应用于通信和个人消费电子领域。 美国德州仪器公司(Texas Instruments)的TMS320系列是产量最高、品种最多、性能最强的数字信号微处理器。TI公司的数字信号微处理器正朝着两个方向发展：一是运算速度更快、芯片功能更强；二是在保持数字信号微处理器的高速运算和强大功能的情况下，使之开发和应用更方便，更容易大规模普及和进入普通单片微处理器的传统应用领域。 从普及、推广的角度来看，TI公司的TMS320C2xx系列具有较好的应用基础和较高的性能价格比：TMS320C2xx系列的指令系统与TMS320C2x系列兼容，TMS320 -C2x系列数字信号微处理器在我国应用已有十余年的历史，有较多的用户，又有相应的软件和技术支持；TMS320C2xx系列的器件与TMS320C2x相比，价格只有后者的一半，速度却提高了24倍。因此，TMS320C2xx在我国有着广泛的应用前景。 TMS320F206是TMS320C2xx中的一个品种。它是TMS320C2xx系列中惟一具有片内FLASH存储器的器件，也是其中具有最多资源的器件之一。因此，TMS320F206不仅是取代普通单片微处理器的最佳选择，也是学习TMS320C2xx系列和其他数字信号微处理器的一条捷径。 2.2.5 TMS320F206的主要特性 TMS320C2xx系列DSP芯片结构资源相似，开发工具相同，因而其开发设计具有很高的可比性。TMS320F206是一款高性价比的定点DSP，目前已广泛应用于图形图像处理、语音处理、通信及仪器仪表等领域。 TMS320F206的主要特性是： 1）速度 单周期指令执行时间为50ns、35ns或25ns； 20MIPS、28．5MIPS或40MIPS 2）与TMS320系列其他定点DSP的代码兼容性 源代码与Clx和C2x系列所有品种兼容 与C5x产品向上兼容 3）存储器 可寻址的存储器空间为224K字(程序空间64K，数据空间64K，IO空间64K字，还有32K字的全局存储空间) 片内双访问RAM为544字(288字用于数据，另256字可用于程序数据) 片内有闪速存储器32K字 片内有单访问RAM为4.5K字 4）CPU 32位算术逻辑单元(CALU) 32位累加器 16位*16位并行乘法器，乘积为32位 3个比例移位器，用于间接寻址数据存储器的8个辅助寄存器，并有专用的算术单元 5）程序控制 4级流水线操作 8级硬件堆栈 用户可屏蔽的中断线 6）指令集 单指令重复操作 单周期相乘累加指令 存储器块移动指令，可更有效地管理程序数据 变址寻址能力 适于基2的FFT倒位序变址寻址能力 7）片内外设 软件可编程的定时器是用于程序、数据和I0存储空间的软件可编程等待状态产生器振荡器与锁相环，可实现时钟的选择：*l，*2，*4和2CLK寄存器，可控制CLKOUT l引脚的开启与关闭 同步串行口 异步串行口 8）用于仿真和测试的片内扫描逻辑电路(IEEE标准1149．1) 9）电源 5V或3．3V静态CMOS工艺 降功耗模式以减少功率消耗 10）封装 100线薄型四边有引线扁平封装 2.2.6 TMS320F206的内存分配与IO空间 F206支持的IO地址范围是64K*16位。图中显示了F206的IO地址映射。这里主要有三部分地址： 1) 地址0000h-FEFFh在DSP应用程序中一般用来访问片外外设，如数模和模数转换器等。 2) 地址FF00h～FF0Fh映射到片内IO空间，这些地址是测试用的保留区，为避免处理器进行不可预知的操作，不能在实际应用中使用。 3) 地址FF10h～FFFFh也映射到片内IO空间，这是另一块保留空间和片内IO映射的寄存器。 表2.2 F206 映射到片内IO空间的寄存器 名称 说明 FFE8h CLK CLK寄存器 FFECh ICR 中断控制寄存器 FFF0h SDTR 同步串行口发送与接受寄存器 FFF1h ADTR 同步串行口寄存器 FFF4h SSPCR 异步串行口发送与接收寄存器 FFF5h ASPCR 异步串行口控制寄存器 FFF6h IOSR 输入输出状态寄存器 FFF7h BRD FFF8h TCR 定时器控制寄存器 FFF9h PRD 定时器周期寄存器 FFFAh TIM 定时器计数器寄存器 FFFCh WSGR 等待状态产生控制寄存器 所有IO空间(外部IO口和片内IO寄存器)都可以用IN盒OUT指令访问。访问外部并行IO端口与访问程序、数据存储器用同样的地址总线和数据总线。这种访问与访问外部程序和数据存储器的区别在于IS变低。数据总线是16位宽，如果用8位外设，则即可使用高8位数据总线，也可使用低8位数据总线，以适应特定应用的需要[10]。可以用RD与片选逻辑一起形成外部设备的输出允许信号，也可以用WE信号与片选逻辑一起形成外部设备的写允许信号。DSP芯片的内存分配是每个开发人员都需要非常关注的关键问题，在程序设计中必须严格遵从芯片的硬件内存地址分配，否则就会出现一些意想不到的问题。 图2.4 TMS320F206管脚图 3 数据采集系统 3.1 数据采集系统硬件原理 数据采集系统整体的原理如图所示。系统在CPLD中设计了CCD驱动电路、AD和SRAM控制时序产生电路以及DSP的IO口译码电路三个功能模块。CCD在驱动脉冲的作用下，将光积分信号U0送至AD转换器件ADS803，被转换成12位数字信号。同时，SRAM根据从CPLD得到的地址和控制信号，将数字信号记录下来。当一个积分周期数据全部转换完成后，CPLD对DSP给出查询信号，DSP查询到结束信号后，将存储器内的所有数据读取到片内存储器，根据烧写在flash中的程序进行数据处理。被测物通过光学系统投影在CCD像敏面时产生的放大倍率p，可以在DSP程序中将计算结果乘以lp来将其消除，得到实际的距离。处理完成之后，DSP将处理结果输出到锁存器进行输出锁存，最后由液晶显示器实时显示最终测量结果。 D0-D11 图3.1 数据采集系统总体框图 系统采用ALTERA公司的CPLD EMP7128s作为系统的主要硬件载体。它担负了产生CCD驱动信号、产生AD与SRAM控制时序、对其他器件的控制、对DSP输出信号进行译码等功能。各个器件同时工作，它们的时序逻辑由CPLD对各个器件的片选信号进行控制，具体 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如表所示： 表3.1 时序逻辑流程图 CCD AD SRAM DSP 锁存器 奇数行积分 （输出偶数行） 转换 读数 查询等待 保持 偶数行积分 （输出奇数行） 空闲 输出 读数 保持 空闲 计算；输出 读数；锁存 CCD在对奇数行采集光信号的同时，偶数行的光积分信号在驱动脉冲的作用下输出到放大电路。此时，在CPLD的逻辑控制下，AD器件、SRAM均被选通，DSP的查询状态位处于无效状态，锁存器处于保持状态。当偶数行的信号转移完毕，全部存储在SRAM中，奇数行的光信号开始积累。此时，在CPLD的逻辑控制下，DSP的查询状态位有效，使其开始读取SRAM中的数据，全部读取至片内存储器后，根据内部程序进行运算。由于这个过程需要从SRAM中读取2160个数据，消耗时间较长，这段时间SRAM不能记录数据，所以此时AD器件处于空闲状态。但是这个时间内，CCD的奇数行信号仍然在输出，由于AD器件无效，所以这一行的数据便没有得到相应的记录与处理。为了解决这个问题，需要对现有系统加以改进，将SRAM数量翻倍，并行工作，将奇数行信号与偶数行信号分别处理。 3.2 系统功能模块 3.2.1 三角法测距工作原理 基本三角法原理如下图所示: 激光器、成像系统和光敏传感器组成系统的基本结构。激光光源照射到物体表面形成一个亮光点, 成像系统把该光点汇聚到传感器上形成像点, 当所测距离Y不同时像点会在传感器上移动, 反映在光敏器件上的光点像位置X也随之不同, 在基线长度已知、光源和传感器及透镜的相对位置确定的前提下, 通过测量传感器上像点的位置就能准确确定被测物体与仪器之间的距离。 图3.2 三角测距法示意图 根据三角形法计算得：Y= 式中Y为被测距离, f为成像系统焦距, l为发光点中心到透镜中心的水平距离, 即基线长度,L为某一已知距离,在该距离处所成像正好位于CMOS的中心,为使测量范围内各点成像很好,应使过镜头中心的垂线是测量范围起始点与镜头中心连线所构成角的平分线。X为该被测距离在光敏接收器上与已知距离在光敏接收器上像点的距离,因此只要测出X 就能测出Y。 3.2.2 CCD信号的驱动 驱动电路用现场可编程逻辑器件(CPLD)进行设计。CPLD的内部逻辑电路可以为如图所示的逻辑电路。R1，R2，T1，T2和石英晶体振荡器Z1构成的振荡器产生频率为f的主时钟脉冲经分频器分出频率分别为f1、f2、f3的脉冲分别经由T7、T8、T9和T10组成的逻辑电路产生RS与CP脉冲信号，将RS经反相器反相后发送N位二进制计数器的输入端。在计数器的Q0端得到驱动脉冲CR1，经反相后得到CR2。转移脉冲SH的获得是利用N位二进制计数器的第J位和第P位输出端Qj和Qp相与计数器计满2236个复位脉冲RS后，与门输出高电平，之后再与RS相与产生N位二进制计数器的复位脉冲R，使N位二进制计数器复位，便在T4反相器的输出端得到转移脉冲SH信号。 图3.3 TCD1206SUP驱动电路图 3.2.3 CCD信号放大 TCDl206器件包含两路输出信号：OS和DOS。其中OS信号是由转移电荷形成的输出，DOS信号则是一个补偿输出信号。OS信号不能直接作为二值化的输入电压信号，必须经过放大电路处理以后才能使用。同时可以利用DOS信号来平滑OS信号，从而得到理想的输出信号UO。放大电路的原理图如图所示。 图中的放大电路由一个运算放大器(LF357)和一个射极跟随电路组成。其中R1=R2=lKΩ，R3=R4=2.7KΩ。放大倍率=R6Rl，可以通过调整R6来调节输出信号的增益。实验发现，CCD输出电压信号的灵敏度、精密度和噪声水平等与R5、R6的阻值有关，且这种关系比较复杂。例如R5增大，则噪声增大，灵敏度升高，但精密度下降；若R6增大，则增益升高，有用信号和噪声信号的幅度也随之增加，但增益调节不合适时，会使强弱信号的增益不同步，即灵敏度提高倍率对较强的信号大于较弱的信号。因此R5和R6的阻值选择很重要，在电路板调试的初期可以通过在示波器上观察放大后的CCD视频信号来反复调解，调试后期，可以在PC机上通过观察数字化信号的曲线进行细调，反复调试的宗旨是获得低噪声、高灵敏度、以及符合电压输出范围要求的信号。 图3.4 CCD放大电路原理图 3.2.4 信号的AD转换 CCD利用CPLD所产生的驱动信号将经过光积分产生的电荷输出来，每个像元输出的均是模拟信号量，需要经过AD转换方可以由数字信号处理器进行处理。AD器件采用的是ADS803芯片，它是12位高速贴片封装的AD转换器件。每一个像元转换为12位的数字信号，TCDl206共有2160个有效像元，所以共产生2160组12位数据。AD转换存储示意图如图所示： BB公司推出的ADS803芯片为12位、5MHz、并行高速AD转换器，具有高信噪比、低失真度、低功耗、输入范围变化灵活和输入溢出警报等优点。ADS803内部继承又宽带线形采样保持器，保证了奈奎斯特频率下芯片的优良性能。同时ADSS03与ADS804和ADS805引脚完全兼容，后两者的采样频率为10MHz和20MHz，方便相互替换。ADS803可用于高速数据采集、CCD图像扫描和测量仪器仪表中，工作电压5V，最大功耗135mW。 表3.2 ADS803引脚功能 引脚 名称 功能 1 OVR 输入溢出指示 2-13 B1-B12 12位数据（从高到低为） 14 CLK 工作始终输入 15 OE 输出使能（低有效） 16 +VS +5V电源 17 GND 地 19 SEL 输入范围选择 20 VERF 参考电压选择 21 REFB 低参考电压 22 CM 共模电压 23 REFT 高参考电压 24 -IN 模拟信号负输入 25 GND 地 26 +IN 模拟信号正输入 27 GND 地 28 Vdrf 输出驱动电压 ADS803芯片驱动波形非常简单，所以使用很方便，它的驱动时序如图所示： 图3.5 ADS803 的驱动时序 在实际应用中，ADS803的管脚连接方法如图所示： 图3.6 ADS803管脚连接图 3.2.5 数据的SRAM存储 ADS803将处理后的CCD模拟信号转换成12位数字数据后，通过存储电路处处在静态存储器(SRAM)HY6264A中，它是8k字，8位高速静态存储器，输入输出TTL电平，器件具有自动电源关闭功能，这样在非工作状态时可以节省70％以上的功率消耗。 电路设计中，HY6264A的地址线A0—A12与CPLD的通用IO口相连，地址由CPLD内部的计数器产生。它的数据线与ADS803的输出端相连，但是6264芯片是8位存储器，而系统采用的AD转换器件会产生12位数字信号，所以在系统中采用了两片SRAM并行的结构，将两片SRAM地址总线相连，一片记录高八位信息，另一片记录低四位信息。地址及数据总线结构如图所示： 图3.7 并行SRAM连接图 HY6264A的主要控制信号有CS1,CS2，OE,和WE，CS2高电平有效，CS1，OE，WE低电平有效。这些控制信号的功能如表： 表3.3 HY6264A的控制信号 信号名称 描述 CS1 片选1 CS2 片选2 OE 读储存器 WE 写储存器 电路设计中，CE1接地，CE2接+5V，使它们总处在有效的状态。当写存储器时，使WE有效，OE为高电平；当从存储器中读数据时，使OE有效，WE为高电平。SRAM的地址信号、读与写的使能信号都由CPLD控制产生，在奇数次扫描过程中，存储器记录下每一组数据。 3.2.6 液晶输出电路 液晶显示器是一种最具发展前景并已成熟的平板显示器件，独特地低压，微功耗特性使其可直接与大规模集成电路相结合来开发具有便携显示功能的产品。 近年来，随着低价格，高性能DSP的出现，DSP已广泛地应用于高速信号处理领域。由于液晶属于慢速设备，通过单片的速度可以与夜景时序相匹配，但在系统需要大量高速实时数据时，就会出现高速处理器与液晶时序不匹配的问题。而且，液晶显示模块与单片机的并行接口相连，在编写驱动子程序时，需要用软件模拟液晶工作操作时序。 本设计采用128*64点阵液晶显示模块—OCM12864液晶显示模块，可现实各种字符及图形，具有8位数据线，6条控制线及电源线。 在本系统中，液晶显示模块与DSP的接口设计如下图所示。液晶显示控制器映射在DSP的IO空间，其数据指令选择，左右半屏的片选信号由DSP的A0，A1，A2地址线控制。 图3.8 液晶显示输出 3.2.7 超限报警电路 当距离输出值大于限定距离时，系统会发出报警信号，报警电路如下图所示。 图3.9 超限报警电路 3.3 TMS320F206芯片系统的设计 3.3.1 存储器的扩展 在使用F206时，有一点需要注意，F206虽然具有片内32KB FLASH，但在调试状态下并不能实际使用。为了使仿真系统能正常工作，必须在用户设计的目标系统中加入仿真时下在程序用的RAM，为了在调试程序时能够设置断点和进行单步操作，也需要增加外部程序存储器；同时TMS320F206片内的数据存储空间有限，为保存大量的采样数据和运算的中间结果，需增加外部数据存储器。为降低开发成本，通常在F206 Demo Board上进行基础实验，而后进行系统板的设计。这里使用的目标板上有4片RAM，两片用于数据存储空间，两片用于程序存储空间。在仿真状态下，程序将全部下载到程序空间的RAM区，并不使用片内的FLASH，若不加程序空间RAM，将不能正确仿真。加入下载程序用的RAM与加入数据空间的RAM类似，须将F206的PS引脚与相应的RAM的片选线相连，其他的读写端、数据线、地址线直接与F206的对应引脚相连。考虑到存储资源的节省，也可只加入数据空间RAM，但并不将RAM的片选线直接与F206的DS线相连，而是将F206的DS、PS与RAM的片选线引到一个3脚插座上，当进行仿真调试时，用跳线冒将PS与RAM片选线短接，将其配置到程序空间(此时外扩的数据RAM空间不可用，只能使用片内的数据空间)。在目标系统实际使用时，将DS线与RAM片选线短接，将其配置到数据空间。这样便不会浪费掉两片程序RAM。 图3.3 F206与外部局部数据存储器的接口 3.3.2 TMS320F206的中断和查询 中断由硬件或软件给出信号，使F206将当前程序挂起，并执行中段服务子程序。典型的中断信号是由需要向F206提供数据或从F206获取数据的硬件(如AD和DA转换器及其他处理器)设备产生的。中断可能是某种特定事件发生(如定时器完成计数)的信号[12]。 F206支持软件和硬件这两种中断： 1）软件中断：是由指令(INTR、NMI或TRAP)请求的。 2）硬件中断：来自物理设备请求的信号。它有两种类型： ① 由外部中断引脚上的信号触发外部硬件中断。这类中断都是负沿触发的，而且有效地电平的事件至少要保持1个CLK OUTl周期才能被识别。 ② 由来自片内外设的信号出发的内部硬件中断。如果同时有多个硬件中断被触发，F206将依据优先等级为它们服务。F206的每一种中断，无论硬件的还是软件的，都可归于以下两种类型之一： 可屏蔽中断：这是一些硬件中断，可以通过软件将它们禁止(屏蔽)或允许 (使能，不屏蔽)。 不可屏蔽中断：这些中断不能被禁止。对这类中断，F206总是要响应，并 从主程序分支到中断服务子程序。F206的不可屏蔽中断包括所有的软件中断和两种外部硬件中断，即复位(RS)和NMI。 F206管理中断有三个主要阶段： 1)接受中断请求。必须有软件中断请求(来自程序代码)或硬件中断请 求(来自引脚或片内外设)时，才能使主程序挂起。 2)响应中断。F206必须相应中断请求。如果是可屏蔽的中断，则必须满 足某些条件，F206才会响应它。对于不可屏蔽中断和软件中断，则立即响应。 3)执行中断服务程序。一旦响应了中断，F206就跳转到该中断相应的子 程序，它被称作中断服务程序(1SR)。F206根据预先放在确定的地址(向量单 元)中的分支指令执行预先写好的ISR。 利用查询方式输入输出时，微处理器必须询问外围设备的状态，只有在外围设备准备好的情况下才能传输数据，否则微处理器只能不断地询问外围设备的状态。在查询方式传送时，不仅需要数据信息通道，还应具有外围设备的状态信息通道[13]。 对于基于DSP的CCD测量系统，有两种可选的读数方式，其一是中断方式， 即AD器件转换完一个像元信号后，便产生一个中断，使DSP将这一组12位数字信号读取至片内存储器的一个数组。其二是查询方式，即DSP总是处于查询等待状态，查询AD器件是否结束转换工作，如果已经结束一行(2160个像元)的信号转换工作，则从SRAM中按照写入顺序读出这一组数据；如果AD期间仍在工作，说明CCD信号尚未输出完成，则继续查询。由于DSP芯片响应中断指令周期较长，不适于一个一个像元读取，所以系统中采用的是第二种读数方法。具体的时序逻辑前面已经介绍，在此不再赘述。 3.3.3 输出译码电路与数据总线 系统采用了液晶显示器对DSP计算结果进行输出。由于DSP在大部分时间内处于查询、读数、计算状态，只有极少的时间处于输出状态，所以，在DSP与数码管之间加入锁存器将数值锁存，以保持数码管的输出状态。图表示了CPLD中对DSP输出控制信号的译码电路。当DSP对外输出数据时，IS和WR同时为0，此时译码电路有效。图中A0—A3连接到DSP的地址线，用作对外的输出控制。DSP软件按照预先设定的方式对地址线进行操作，AO—A3有数据输出，CPLD就利用这几位数据进行译码，使连接数码管的锁存器逐一选通，将经过DSP软件译码的计算结果进行输出。 图3.8 输出译码电路 系统中AD器件、存储器、DSP芯片、输出锁存器都是由同一组数据总线相连接，进行数据传输，所以，对于总线的控制就显得尤为重要，稍有错误，就会出现数据混乱。数据传递的流程如表3.4所示，在每一个 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 中，只允许同时有两个器件在数据总线上有效，一个为输入状态，一个为输出状态，其他器件均处于高阻状态，来避免其他信号的干扰。 ADS803 SRAM DSP 锁存器 数据总线 输出 输入 输出 输入 输出 输入 4 TMS320F206 DSP程序设计 前面讲述了数据采集系统的硬件结构，而系统要实现设计的功能，DSP内部的程序是关键。本章将详细讲述DSP软件的编制，并以尺寸测量程序为例，介绍了硬件系统的使用方法。 TMS320F206DSP的CCD数据采集卡程序是在C2000DSP集成开发环境C2000CCS下用C语言编写的，也是在此开发平台上仿真调试通过的。CCS是一个完整的DSP集成开发环境，也是目前最优秀、最流行的DSP开发软件之一。它支持C语言、汇编语言以及混合编程，使用非常方便[14]。 CCS主要包含了以下功能： 1) 集成可视化代码编辑界面，可直接编写C、汇编、.H、.CMD文件等。 2) 集成代码生成工具，包括汇编器、优化C编译器、连接器等。 3) 基本调试工具，如装入执行代码(．out文件)，查看寄存器、存储器、反汇编、变量窗口等，支持C源代码级调试。 4) 断点工具，包括硬件断点、数据空间读写断点，条件断点等。 5) 探针工具(Probe Points)，可用于算法仿真、数据监视等，分析工具(Profile Points)，可用于评估代码执行的时钟数。 6) 数据的图形显示工具，可绘制时域频域波形、眼图、星座图、图像等。 7) 提供了GEL工具，用户可以方便直观地修改变量，配置参数等。 8) 支持RTDX(Real Time Data Exchange)技术，可在不中断目标系统运行的情况下，实现DSP与其他应用程序(OLE)的数据交换。 9) 支持包括软仿真在内的各种仿真器(只需安装相应的驱动程序即可)。 10) 提供DSPBIOS工具，增强了对代码的实时分析能力、调度程序的优先级、方便管理系统资源、减少了开发人员对硬件熟悉程度的依赖性。 4.1 CCS集成开发环境 图为CCS软件的界面，CCS能同时显示多个不同类型的窗口，窗口的名称同时显示在窗口的顶行。CCS窗口主要包括： 1）项目窗口。项目窗口显示一个实时DSP系统所有文件的管理窗口，将一个实时DSP系统所用到的所有文件按类型以树的形式显示出来。 2）信息显示窗口。可以显示各种信息，如项目编译、汇编、链接信息、错误信息或命令输出等。 3）代码显示窗口。显示C语言或汇编语言代码。 4）数据显示窗口。该窗口观察和修改各种类型的数据。主要有如下窗口： 内存显示窗口——显示一定范围的内存内容。 CPU窗口——显示处理器各个寄存器的内容。 数据显示窗口——显示一个集合的数据类型，如数组、结构等。同时还可以对其值进行编辑。 5）图形显示窗口。将仿真调试中变量的数据以图形的形式显示出来。 图4.1 CCS工作界面 下面简单介绍CCS的设计过程。图4-2显示的是DSP实时系统软件开发流程，其中最常见的开发路径如图中阴影部分所示，其他部分可以选择。主要工具说明： 1)C编译器(c Compiler)把TMS320F206的c源代码转换为汇编语言代码。 2)汇编器把汇编语言源代码转换成机器语言COFF目标文件。源代码文件可以包括指令、汇编语言伪指令及宏伪指令。 3)链接器(1inker)把目标文件组合为单个可执行的COFF目标模块。当它创建执行模块时，它实现重新定位并解决外部引用。连接器接受汇编器所创建的可重定位的COFF目标文件作输入，它也接受归档器库成员以及由前次连接器运行所创建的输出模块。 4)绝对列表器(absolute lister)生成可以被重新汇编从而产生目标文件绝对地址列表的文件。 5)调试工具接收COFF文件(*.out)作为输入，但大多数EPROM编程器并不接受。十进制转换程序把COFF目标文件转换成Inter等可编程格式文件。 图4.2 DSP实时系统软件开发流程 用CCS软件开发DSP应用程序需遵循以下流程，CCD数据采集卡的DSP程序就是遵循下面步骤开发的[15]。 1)新建工程文件并保存。 2)编辑源文件、CMD文件，头文件等，源文件主要包括C语言编写的和汇编语言编写的代码文件，以及中断向量文件。CMD文件是内存定位文件。主要功能是指示存储空间和分配段到存储空间。 3)向新建的工程文件添加源文件、CMD文件以及各种库文件。 4)编译、汇编、链接程序，修改源文件，直到没有错误，最后生成用于仿真和编程用的(*．out)文件。 图4.3 数据采集卡程序流程图 5)装载刚生成的(*．out)文件到目标DSP中，运行程序，对程序进行仿真。 6)使用CCS调试工具调试程序，如插入断点，使用探针和图形观察工具观察程序中的变量。 4.2 CCD数据采集卡的DSP程序设计 TMS320F206的数据采集卡程序有四个文件组成：C语言源文件、头文件、中断向量表文件以及内存定位文件。下面将分别介绍。 C语言源文件是整个采集卡程序的主要部分，主要实现从采集卡程序存储器读 数，对读到的CCD数据进行处理，计算结果以及将结果送出显示四部分功能。 下面给出具体程序，程序每部分将予以注释； *F206． temp； } 5 总结 在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次,总线兼容型数据采集插件的数量不断增大,与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。 本设计介绍了基于DSP的CCD数据采集系统的原理和方案，详细的论述了图像传感器的选择，DSP的接口与应用，简单介绍了CCS环境下DSP内部软件的开发。 主要完成的工作： 1）在理论分析的基础上，提出了以DSP数据处理核心单元的CCD数据采集系统，并结合了CPLD技术和DSP应用技术，全面分析了系统的可行性与实用性。 2）设计了线阵CCD—TCD1206SUP器件的驱动电路、AD转换电路、存储电路、围绕了TMS320F206芯片的DSP数据处理电路。 3）利用CCS软件开发了DSP芯片内部信号处理程序，使其实现CCD的数据采集、数据处理、结果显示、超限报警等功能。 数据采集系统是计算机与外部物理连接的桥梁。各种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。 对后续工作的建议： 1）进一步对信号处理和采集电路进一步优化。 2）优化器件减小噪声。 3）利用现有的信号采集卡，将DSP程序进行改进，以实现其他功能。 附录1 整体电路图 参考文献 [1] 王军波. 基于DSP数据采集系统的开发.硕士学位论文.秦皇岛：燕山大学，2006. 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[25] 戴礼荣，王仁华等.基于DSP技术的多路语音实时采集压缩处理系统.数据采集与处理，2000,15:82-82. 致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师程老师和王学长。王学长平日里学习忙碌，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是王学长仍然细心地纠正电路图中的错误。除了敬佩王学长的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校——清华大学，是母校给我们提供了优良的学习环境。 另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢！谢谢大家！！！ 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 CCD 晶振 U0 ADS803 CPLD CCD驱动 AD与SRAM时序与地址发生器 I/O地址译码电路 SRAM6264 锁存输出 AD控制信号 D0—D11 DSP 信号处理程序 控制信号与地址 地址，I/O控制信号 超限报警 周期转换结束信号 锁存选通信号 CCD CCD DSP 表3.4 数据总线的利用时序 初始化DSP While主循环 CPLD中计数器清0 存储器地址复位 AD复位开始转换 存储器重新存储 新的转换周期开始 转换周期是否结束 否 是 CPLD中计数器清零 存储器地址复位 读2160个数 读周期加1 读数次数是否为5 否 是 数据平均处理 数据二值化处理数据去抖动处理 计算结果 结果显示 超限报警 是 1