基于FPGA的紅外熱像儀硬件設計.pdf

1、自然界所有溫度在絕對零度(-173℃)以上的物體，都會不停地發(fā)出紅外熱輻射。物體表面熱輻射的強弱與該點的溫度和表面狀態(tài)有關，從而形成一幅反映物體溫度分布和表面特征的熱圖像，但人眼無法感受到熱輻射，不能直接看見熱圖像。紅外熱像儀是一種可靠的非接觸式測量工具，能夠快速掃描任何物體，清晰顯示紅外熱圖像并準確顯示其表面的溫度分布情況，它具有許多優(yōu)點，在軍事、民用等諸多領域都有廣泛的應用。
　　 本文研究的課題是校企合作項目--紅外熱成像

2、檢測系統(tǒng)的研發(fā)。論文簡要介紹了紅外熱像儀的發(fā)展及種類，介紹了微測輻射熱計非制冷紅外焦平面陣列探測器的工作原理、發(fā)展狀況，闡述了熱電制冷原理和模數轉換等非制冷紅外熱像儀的相關技術。
　　 論文根據紅外熱像儀在各領域的應用作出了的系統(tǒng)需求分析，設計了非制冷紅外熱像儀的系統(tǒng)框架及總體設計方案，然后對各個模塊的設計作出了詳細的描述。本設計使用現場可編程門陣列(FPGA)器件作為主控模塊，由FPGA提供非制冷紅外焦平面陣列(UFPA)的驅

3、動時序，采用單芯片的熱電冷卻器(TEC)控制器設計溫度控制電路，使紅外焦平面陣列能夠正常穩(wěn)定地工作。采用TI公司的12位模數轉換芯片設計了紅外圖像模數轉換電路，完成模擬圖像到數字圖像的轉換。設計了FPGA的存儲電路以及與ARM處理器的接口電路，搭建了紅外圖像的數據通道。分析了驅動非制冷紅外焦平面陣列、TEC溫控電路和模數轉換電路正常工作，所需要產生的脈沖時序，并給出了各時序的具體設計方法及程序流程圖，并使用XILINX公司的開發(fā)工具IS