高清高幀CCD相機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、高清高幀相機(jī)在工業(yè)監(jiān)控、圖像識別、非接觸測量等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其采集圖像的質(zhì)量對后續(xù)圖像處理效果有很大影響。由于原理和工藝的差別，CCD傳感器的成像質(zhì)量高于CMOS傳感器，因此CCD相機(jī)的需求越來越大。針對這種現(xiàn)狀，本文采用KAI-01050圖像傳感器和USB3.0傳輸通道，設(shè)計(jì)了一款高清高幀的CCD相機(jī)。
　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分為圖像采集模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊兩部分。圖像采集模塊使用C8051F921單片機(jī)配置AD9920A芯片內(nèi)

2、部寄存器，產(chǎn)生CCD所需的行、場驅(qū)動信號，通過OPA690運(yùn)算放大電路對行信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以滿足傳感器的要求，再將信號輸入CCD傳感器，驅(qū)動其采集圖像;數(shù)據(jù)傳輸模塊以FPGA為主控器，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的緩存、上傳以及相機(jī)參數(shù)的下發(fā)，采用Cypress公司的CYUSB3014芯片實(shí)現(xiàn)USB3.0傳輸協(xié)議，接收FPGA發(fā)來的圖像數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)。
　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為四部分:AD9920A配置程序，負(fù)責(zé)產(chǎn)生CCD傳感器需要的行、場驅(qū)

3、動信號，并將傳感器采集到的模擬圖像進(jìn)行放大和相關(guān)雙采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像;FPGA傳輸控制程序，負(fù)責(zé)緩存圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)位寬轉(zhuǎn)換，再通過狀態(tài)機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送到USB3.0芯片，同時(shí)負(fù)責(zé)接收上位機(jī)下發(fā)的相機(jī)參數(shù)并轉(zhuǎn)發(fā)給圖像采集模塊的單片機(jī);USB3.0固件程序，完成CYUSB3014芯片的GPIFⅡ接口配置和內(nèi)部DMA數(shù)據(jù)通道的建立;上位機(jī)圖像顯示程序，利用MFC和多線程編程，實(shí)現(xiàn)USB3.0數(shù)據(jù)的接收和圖像顯示，同時(shí)支持CCD傳感器參數(shù)的實(shí)