1、YUNNAN NORMAL UNIVERSITY本科學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào) xxxxxxxx 姓名 xxxxxxx學(xué)院 物電學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) xxxxxx實(shí)驗(yàn)課程名稱_ 光電成像教師及職稱 xxxxx開(kāi)課學(xué)期2014至 2015學(xué)年 學(xué)期填報(bào)時(shí)間2015 年 4 月 15 日云南師范大學(xué)教務(wù)處編印1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)序號(hào)2實(shí)驗(yàn)室同析3棟216實(shí)驗(yàn)時(shí)間4月13日小組成員實(shí)驗(yàn)名稱線性CCD的AD數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集的基本原理；2、進(jìn)一步掌握線陣CCD積分時(shí)間與光照靈敏度的關(guān)系；3、進(jìn)一步掌握線陣CCD驅(qū)動(dòng)頻率與光照靈敏度的關(guān)系；4、掌握CCD軟件的開(kāi)啟方法，為后面的測(cè)量實(shí)驗(yàn)

2、做準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程或裝置示意圖線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集的種類和方法很多，這里只介紹模塊所采用的8位并 行接口方式的數(shù)據(jù)采集基本工作原理。如圖4-1所示為以8位A/D轉(zhuǎn)換器件TLC5510A為核心器件構(gòu)成的線陣CCD數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)。以單片機(jī)完成地址譯碼器、接口控制、同步控制、存儲(chǔ)器地址譯碼等邏輯功能。計(jì)手 機(jī)軟件通過(guò)向端口發(fā)送控制指令對(duì)單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)等待SH上升沿（對(duì)應(yīng)于CCD第一 個(gè)有效輸出信號(hào)）觸發(fā)AD開(kāi)始工作，AD器件則通過(guò)RS信號(hào)完成對(duì)每個(gè)像元的同步采樣， A/D轉(zhuǎn)換輸出的8位數(shù)字信號(hào)則存儲(chǔ)在靜態(tài)緩存器件（IDT72241）中，當(dāng)一幀像元的數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換完成后，單片機(jī)（U29）

3、會(huì)生成一個(gè)標(biāo)志轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號(hào)，同時(shí)停止A/D轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ) 器的工作。單片機(jī)（U23）將此幀像元的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)USB接口芯片將采集信號(hào) 送給計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行相關(guān)顯示處理。當(dāng)軟件讀取并處理完一行數(shù)據(jù)后，再次發(fā)送復(fù)位指令循 環(huán)上述過(guò)程。 TOC o 1-5 h z 單片機(jī) .89S51I(UiJICCD輸出信號(hào)A/DTLC5510緩存IDT72241單片機(jī) 89S51USB傳輸 CH372計(jì)算機(jī)L圖4-1線陣CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)T實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料1、光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)1臺(tái)2、雙蹤同步示波器（20MHz以上）1臺(tái)3、線陣CCD模塊1塊4、連接導(dǎo)線若干5、光源特性測(cè)量模塊1塊6、CCD光路組件1

4、套7、航空插座連接線1根8、USB數(shù)據(jù)連接線1根實(shí)驗(yàn)方法步驟及注意事項(xiàng)1、用航空插座連接線，將CCD光路組件連接到線陣CCD模塊。(線陣CCD模塊上 面的短路塊J9的2、3用短路帽連接)2、將CCD光路組件連接到光源特性測(cè)試模塊，具體方法是：CCD組件紅色迭插頭連 接到光源特性測(cè)試模塊的J306臺(tái)階插座，黑色的迭插頭連接光源特性測(cè)試模塊的J307臺(tái)階 插座，光源特性測(cè)試模塊K301撥到“恒流”，k302撥到“電流源”。按下光源特性測(cè)試模塊 電源開(kāi)關(guān)。3、打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，完成系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入下面的操作。4、按下線陣CCD模塊電源開(kāi)關(guān)，用示波器測(cè)量1、2、RS、SH等各路驅(qū)動(dòng)脈沖的 波形是否正確。如

5、果與實(shí)驗(yàn)一所示的波形相符，繼續(xù)進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)；否則，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢 查。5、檢查UO波形是否與實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三一致。否則，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查。6、關(guān)閉線陣CCD模塊電源開(kāi)關(guān)，用USB數(shù)據(jù)線連接線陣CCD模塊和電腦。7、打開(kāi)線陣CCD模塊電源開(kāi)關(guān)，如果連接正常，電腦會(huì)提示發(fā)現(xiàn)新的硬件，按照提示 加載USB驅(qū)動(dòng)程序。8、安裝成功后運(yùn)行CCD應(yīng)用軟件，如果顯示打開(kāi)設(shè)備失敗，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查。9、正確打開(kāi)軟件后，設(shè)置閾值設(shè)定數(shù)值為200，無(wú)效像元設(shè)置為500，按“開(kāi)始繪圖” 看到有采集到得CCD輸出的波形后即完成實(shí)驗(yàn)，表明AD轉(zhuǎn)換成功。10、關(guān)閉軟件，在計(jì)算機(jī)上停止USB設(shè)備，關(guān)閉線陣CCD模塊電源，關(guān)閉電

6、腦，還原 線陣CCD模塊的結(jié)構(gòu)件。注：波形的好壞和以下幾個(gè)因素有關(guān)系，請(qǐng)耐心調(diào)解光源亮度大小，太亮可能造成ccd輸出飽和。請(qǐng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)光源特性測(cè)試模塊上的 W302電位器旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)。本模塊使用的PSD傳感器尺寸有限，如果物體滑動(dòng)到PSD傳感器邊緣，由于光 線散射，可能采集圖形不準(zhǔn)，物體必須放在孔的中間，且與孔的邊緣垂直，待波形穩(wěn)定。如若沒(méi)有圖形或圖形異常，請(qǐng)將軟件關(guān)閉，重新打開(kāi)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法畫(huà)圖分析法參考文獻(xiàn)1雷志勇，姜壽山，線陣CCD技術(shù)及其在靶場(chǎng)測(cè)試中的應(yīng)用J，西安工業(yè)學(xué) 院學(xué)報(bào)，2002,22 (3)； 220224. 董文娟，王宏義，黃宗福等，基于CDD拖尾特性的空間目標(biāo)單幀監(jiān)測(cè)方法

7、J。信號(hào)處理，200,4:3034，25 (5)： 807810.3劉同波.激光勘測(cè)速儀的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)J，大連理工大學(xué).2006.6.二.實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與結(jié)論（1）光源亮度大小，太亮可能造成ccd輸出飽和。請(qǐng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)光源特性測(cè)試模塊上的W302 電位器旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)。（2）本模塊使用的PSD傳感器尺寸有限，如果物體滑動(dòng)到PSD傳感器邊緣，由于光線散 射，可能采集圖形不準(zhǔn)，物體必須放在孔的中間，且與孔的邊緣垂直，待波形穩(wěn)定。（3）如若沒(méi)有圖形或圖形異常，請(qǐng)將軟件關(guān)閉，重新打開(kāi)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們基本掌握了線陣CCD的A/D數(shù)據(jù)采集的基本原理，在實(shí)驗(yàn)中由于 CCD不能發(fā)光，我們是借助日光燈