线阵ccd图像传感器的数据采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数据采集电路，尤其是线阵CCD图像传感器的数据采集电路。
【背景技术】
[0002]电荷親合器件(CO)，charge couple Device)是20世纪60年代出现的新型半导体图像传感器，主要分为线阵型和面阵型两类，目前均已广泛应用于数码成像、卫星监测、图文传真、文档扫描等方面.线阵型CCD以其测量范围大、频率响应高、实时传输光电变换信号和自扫描速度快等独特优点而尤其适合于光谱分析、干涉计量等精密测量领域。CCD是以电荷作为信号，其基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和检测.当光入射到CCD的光敏面时，CCD首先完成光电转换，即产生与入射光辐射量成线性关系的光电荷。CCD的工作原理是根据光的强弱积聚相应的电荷，产生与光电荷量成正比的弱电压信号，经过滤波、放大处理，通过驱动电路输出一个能表示敏感物体光强弱的电信号或标准的视频信号。线阵CCD基于上述将一维光学信息转变为电信息输出的原理，实现图像传感和尺寸测量的功能。在应用到CCD的光电信息系统中，首先必须产生正确的驱动脉冲，使CCD每个像元上的电荷信号渐次转移输出，保证CCD正常工作.然后再对CCD的输出信号进行调理和AD转换，完成数据采集。对于CCD图像传感器的数据采集，要求输出信号稳定。
【实用新型内容】
[0003]本申请要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种线阵CCD图像传感器的数据采集电路。
[0004]为解决上述技术问题，采用的技术方案是:
[0005]线阵CCD图像传感器的数据采集电路，线阵CCD电路、信号调理电路、A/D转换电路顺序连接后输入至单片机；线阵CXD电路以2.4576MHz的晶振作为波形发生器，经74HC74D触发器后输出脉冲，信号调理电路中包括差分放大器，A/D转换器为A/D1674，A/D1674的D4 — Dll分别接到单片机AT89C52的P0.0—P0.7 口，A/D1674的D0-D3接到单片机的P0.4-P0.7 口 ；单片机采集到的数据通过串口 P3.1经MAX232转换成RS232电平后，传给计算机。
[0006]本实用新型的有益效果是:本实用新型利用单片机的控制，对线阵CCD的输出数据进行快速采样、存储及数据处理，产生稳定的输出信号，同时通过模数转换电路得到的数据，该电路系统通过扩展以后就可以应用到一维尺寸测量，边缘检测，干涉条纹技术等方面。
【附图说明】
[0007]图1是该数据采集电路的电路框图；
[0008]图2是A/D转换前的信号调理电路电路图；
[0009]图3是A/D转换电路与单片机接口示意图。
【具体实施方式】
[0010]线阵CCD图像传感器的数据采集电路，线阵CCD电路、信号调理电路、A/D转换电路顺序连接后输入至单片机。线阵CXD为东芝公司的T⑶1251uD型，该器件是一种高灵敏度、低暗电流、2700像元的二相线性CXD。工作电压为12V.CXD驱动电路中选用2.4576MHz的晶振作为波形发生器，晶振输出经过74HC74D触发器分频以后成为占空比为1:1的方波，为了消除尖峰脉冲，在74HC08的输出端加上滤波电容，又因经过滤波电容的波形发生改变，因此又加上了两个反相器使之成为标准方波，此时输出的方波是占空比为1:2方波，把它作为复位脉冲。从第二个D触发器Q端引出的信号作为三个74HC163十六进制计数器的计数脉冲，进位脉冲经反相为低电平后加到三个74Hcl63的PE端。
[0011 ] 对CXD输出信号进行处理，主要包括信号调理和AD转换两部分.前者是为了尽可能消除各种噪声和干扰，改善图像质量，保证在CCD动态范围内图像信号随被测目标亮度呈线性变化；后者则完成对CCD输出信号的数字化，CCD输出的有效信号OS是含有经过光积分的有效光电信号，而补偿信号DOS则反映了 CCD的暗电流特性，也反映了 CCD在复位脉冲的作用下信号传输沟道产生的容性干扰OS和DOS的理想输出波形，易看出两信号被RS容性干扰的相位是相同的，可以利用差分放大器完成信号的放大与抑制共模干扰作用.
[0012]在模数转换部分，考虑到所需要的的信号并非完整的CCD输出信号，所以该设计采用的A/D转换器是美国AD公司生产的AD1674.它是一种完整的12位并行模，数转换单片集成电路。该芯片内部自带采样保持器、1V基准电压源、时钟源以及可和微处理器总线直接接口的暂存/三态输出缓冲器。AD1674的基本特点如下:满量程校准误差为0.125%；单极或双极电压输入范围分别为O— 10V，O— 20V，±5V，±10V。由于单片机AT89C52是8位的，而A/D1674为12位，所以AD1674的12/8引脚必须接地使A/D成为双8位输出，D4一 Dll分别接到单片机的P0.0—P0.7 口，DO — D3接到单片机的P0.4 — P0.7 口 ；单片机采集到的数据通过串口 P3.1经MAX232转换成Rs232电平后，传给计算机进行数据处理。
【主权项】
1.线阵CCD图像传感器的数据采集电路，其特征在于:线阵CCD电路、信号调理电路、A/D转换电路顺序连接后输入至单片机；线阵CXD电路以2.4576MHz的晶振作为波形发生器，经74HC74D触发器后输出脉冲，信号调理电路中包括差分放大器，A/D转换器为A/D1674，A/D1674 的 D4 — Dll 分别接到单片机 AT89C52 的 P0.0 - P0.7 口，A/D1674 的 D0-D3接到单片机的P0.4-P0.7 口 ；单片机采集到的数据通过串口 P3.1经MAX232转换成RS232电平后，传给计算机。
【专利摘要】线阵CCD图像传感器的数据采集电路，线阵CCD电路、信号调理电路、A/D转换电路顺序连接后输入至单片机；线阵CCD电路以2.4576MHz的晶振作为波形发生器，经74HC74D触发器后输出脉冲，信号调理电路中包括差分放大器，A/D转换器为A/D1674，A/D1674的D4一D11分别接到单片机AT89C52的P0.0—P0.7口，A/D1674的D0-D3接到单片机的P0.4-P0.7口；单片机采集到的数据通过串口P3.1经MAX232转换成RS232电平后，传给计算机。本实用新型利用单片机的控制，对线阵CCD的输出数据进行快速采样、存储及数据处理，产生稳定的输出信号，通过扩展以后就可以应用到一维尺寸测量，边缘检测，干涉条纹技术等方面。
【IPC分类】H04N5-378, H04N5-372
【公开号】CN204334777
【申请号】CN201420731333
【发明人】沈东 , 龙雪春, 文勋, 代先勇, 蓝常珍
【申请人】成都深思科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月26日