1、基于 FPGA 的线型 CCD 高速驱动采集一体化控制板设计摘要：线型 CCD 图像传感器在工业检测、图像测量和机器视觉等方面有着广泛的应用。本文针对 CCD 测量应用系统中的前端处理、驱动控制和信号采集，设计制作了一款基于 FPGA 的高速驱动采集一体化控制板。该控制板选用了Altera 公司的 Cyclone 系列 FPGA 和 TI 公司的专用图像信号处理芯片VSP5010，由 FPGA 对 VSP5010 进行配置，生成双路 CCD 驱动脉冲，控制接收 A/D 变换后的图像数据，并以适当的接口方式将采集数据送入计算机以便进行后期处理。该控制板将 CCD 的驱动脉冲产生和图像数据采集集于
2、一体，有效简化了 CCD 测量应用系统前端的外部电路设计，提高了图像数据采集速率和质量，并具有灵活性强，易于扩展等特点。关键词：线型 CCD； FPGA； AFE； 驱动； 数据采集Linear CCD High-speed Drive and Acquisition Design of Integrated Control Board Based on FPGAAbstract: The linear CCD image sensor has a wide range of applications in industrial inspection, image measurement an
3、d machine vision. The paper describes how to design a FPGA-based high-speed acquisition integrated control board based on former processing, driven control and signal acquisition in CCD measurement. This control board adopts ALTERA Cyclone series FPGA and TI VSP5010, which is particularly used as im
4、age signal processing chip. In this design, FPGA is responsible to configure the VSP5010, generate dual-channel CCD driven pulse, control and receive the image data converted by A/D, besides, it can send the acquisition data to computer for later processing. This control board integrates the driven
5、pulse generation of CCD and image data acquisition, which can effectively simplify the front periphery circuit of CCD measurement application system, enhance the efficiency and quality of image data acquisition, it is also flexible and easy to expand.Key words: linear CCD, FPGA, AFE, drive, data acq
6、uisition 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（
7、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
8、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
9、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
10、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 日西南科技大学本科生毕业论文 II教研室（或答辩小组）及教学系意见教研
11、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
12、 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 日西南科技大学本科生毕业论文 III目 录第一章 绪论 .11.1 论文的研究背景及意义 .11.2 CCD 器件应用发展现状 .31.3 本论文的主要内容 .3第二章 系统总体设计 .52.1 系统总体结构 .52.2 系统开发工具 .52.2.1 Protel DXP2004 简介 .62.2.2 FPGA 的常用开发工具 .6第三章 系统硬件设计 .83.1 系统硬件结构 .83.2 CCD 硬件设计 .83.2.1 CCD 工作原理 .83.2.2 CCD
13、 的主要特性参数 .93.2.3 CCD 驱动电路设计 .113.3 AFE 电路设计 .143.3.1 AFE 功能分析 .143.3.2 VSP5010 简介 .143.4 FPGA 硬件电路设计 .183.4.1 Cyclone 系列 FPGA 简介 .183.4.2 JTAG 口及 AS 模式接口 .193.5 PCB 板的设计 .20教学系意见：系主任： （签名）年 月 日西南科技大学本科生毕业论文 IV3.5.1 PCB 设计常识 .203.5.2 PCB 具体设计 .223.6 系统硬件的焊接和测试 .25第四章 FPGA 设计 .284.1 FPGA 设计方案 .284.2 TCD1501D 驱动时序模块设计 .284.3 VSP5010 配置接口模块设计 .304.4 双口 RAM 模块设计 .324.5 采控主模块设计 .33结 论 .34致 谢 .35参考文献 .36附 录 .37
