基于ARM的CCD在線實(shí)時(shí)測(cè)徑系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，特別是鋼材、線材等的生產(chǎn)過程中，對(duì)尺寸的測(cè)量提出了相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量而言更高的要求。傳統(tǒng)的尺寸測(cè)量多采用測(cè)量工具（直尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微儀等）進(jìn)行測(cè)量，而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求非接觸、高精度測(cè)量，傳統(tǒng)的測(cè)量工具不能滿足這些要求。本文采用ARM處理器（STM32F103）為核心處理器來進(jìn)行CCD在線測(cè)徑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并通過USB總線與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，本設(shè)計(jì)借助CCD圖像傳感器，加上必要的光學(xué)系統(tǒng)，通過識(shí)別C

2、CD圖像傳感器上物體的成像大小，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，便可以測(cè)量物體的尺寸，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中工件外徑尺寸的無接觸、高精度以及在線實(shí)時(shí)測(cè)量的目標(biāo)。本系統(tǒng)使用的USB通信方式相比于傳統(tǒng)的串口通信，數(shù)據(jù)通信的速率得到了很大的提高。本論文的主要工作如下：
　　1、設(shè)計(jì)一種基于線陣CCD圖像傳感器的測(cè)徑系統(tǒng)裝置，選用TCD1206為系統(tǒng)的CCD圖像傳感器，設(shè)計(jì)光路系統(tǒng)，選用合適的光學(xué)器件進(jìn)行光路的搭建。
　　2、根據(jù)TCD1206的

3、相關(guān)時(shí)序要求，利用ARM處理器內(nèi)部的高級(jí)控制定時(shí)器和兩個(gè)通用定時(shí)器設(shè)計(jì)TCD1206的驅(qū)動(dòng)時(shí)序，并對(duì)驅(qū)動(dòng)時(shí)序及CCD的輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。
　　3、采用AD8031和低通濾波電路對(duì)CCD輸出信號(hào)分別進(jìn)行差動(dòng)放大和低通濾波，并采用MAX153芯片對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，利用ARM處理器內(nèi)部SRAM存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)果；
　　4、仔細(xì)研究USB總線的通信原理，利用STM32F103處理器內(nèi)部的USB功能來開發(fā)USB數(shù)據(jù)傳輸模塊，并將A/

4、D轉(zhuǎn)換后的CCD視頻數(shù)據(jù)通過USB總線傳輸至上位機(jī)。
　　5、研究USB驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)方案和上位機(jī)軟件開發(fā)方案，結(jié)合系統(tǒng)的需求，選擇Libusb-win32作為本系統(tǒng)USB驅(qū)動(dòng)的開發(fā)方案，采用Qt庫(kù)進(jìn)行上位機(jī)軟件開發(fā)，利用OpenCV圖形處理庫(kù)進(jìn)行CCD圖像信號(hào)的相關(guān)處理。
　　本論文進(jìn)行了硬件和軟件兩部分開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了CCD驅(qū)動(dòng)時(shí)序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了USB數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)行了上位機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)，應(yīng)用程序的功能包括線陣CCD圖像