基于STM32單片機的光譜儀數據采集及處理系統(tǒng).pdf

1、光譜儀可以利用物質的特征光譜，對其成分和含量進行定性和定量分析，其應用范圍幾乎覆蓋了所有的科學領域，包括冶金、地質勘探、環(huán)境保護、海洋開發(fā)等。近些年來，隨著科學技術的發(fā)展，光譜儀的微型化及集成化逐漸成為各國研究的熱點，也是光譜儀發(fā)展的重要趨勢。光譜探測系統(tǒng)是微型光譜儀的重要組成部分，也是光譜儀微型化的關鍵技術之一。
　　 本文的研究目的是研制一套微型光譜儀的探測系統(tǒng)，完成光譜儀數據的采集、處理、傳輸、保存及顯示。光源經過光學系統(tǒng)

2、分光后照射在CCD接收面上探測，為了獲得高分辨率的光譜數據，系統(tǒng)采用具有3648個像元的線陣CCD-TCD1304作為光電探測元件，CCD轉換后的數據經過低噪聲放大器LT6231放大后送入主處理器內部進行數據轉換，采用32位增強型系列微處理器STM32作為主控芯片，用該處理器內置多通道12位數模轉換器，可完成對光譜數據的數據采集；采集的數據經軟件處理后，可得到14位精度。轉換結果存儲在數據采集系統(tǒng)的SD卡內，也可以通過USB接口送入上位

3、機，在上位機的應用軟件中完成光譜定標、光譜圖像的顯示及存儲。在系統(tǒng)開發(fā)與設計中主要完成了以下工作：
　　 1.分析光譜儀探測系統(tǒng)的特點，制定整個系統(tǒng)的實施方案，包括CCD的選型、CCD的安裝位置；微處理器的選型，要實現的功能；上位機的顯示方式及功能等。
　　 2.設計了探測系統(tǒng)的硬件電路，具體包含CCD的驅動電路，模數轉換器的采集電路，USB傳輸電路，SD卡存儲電路和微處理器的基本配置電路。
　　 3.實現了微處

4、理器的驅動開發(fā)軟件，軟件包括產生CCD驅動信號，控制CCD積分時間，產生模數轉換器的觸發(fā)采集信號，完成底層USB驅動開發(fā)和USB與上位機的通信實現。
　　 4.實現了上位機應用程序的開發(fā)，上位機的開發(fā)使用Visual Studio2008集成開發(fā)平臺，程序通過USB接收微控制器發(fā)來的數據，完成波長定標，數據平滑濾波后顯示光譜圖像。
　　 系統(tǒng)采用Protel99se完成了電路原理圖及PCB板設計，使用RealView M