摘要
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工学硕士学位论文
基于 EPP技术的 CCD数据
采集系统的设计研究
薛 斌
燕山大学
2003 年 12 月
摘要
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国内图书分类号： TN386.5
国际图书分类号： 621.3
工学硕士学位论文
基于 EPP模式的 CCD数据
采集系统的设计研究
硕 士 研 究 生： 薛斌
导 师： 常丹华教授
申 请 学 位 级 别： 工学硕士
学 科、 专 业： 电路与系统
所 在 单 位： 信息科学与工程学院
授 予 学 位 单 位： 燕山大学
摘要
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Classified Index: TN386.5
U.D.C: 621.3
Dissertation for the Master Degree in Engineering
DESIGN AND STUDY OF CCD DATA
ACQUISITION SYSTEM BASE ON EPP
TECHNOLOGY
Candidate：
Xue Bin
Supervisor：
Prof. Chang Danhua
Academic Degree Applied for ： Master of Engineering
Speciality ： Circuit and System
University ：
Yanshan University
摘要
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摘 要
本课题是以实现线阵 CCD 信号的数据采集，并将采集的数据通过计算机
的并行接口送入计算机进行分析为目的， 在对国内外的各种数据采集系统进行
了深入分析的基础上，针对线阵 CCD 信号的数据采集系统的各个环节进行了
研究。根据数据采集系统的工作流程，将整个系统分为 CCD 器件驱动电路模
块、数据采集模块、 数据缓冲模块和计算机接口模块， 再向下划分成功能单一
的模块，然后对这些模块分别进行设计并在开发系统中调试。
本文从对线阵 CCD 信号的分析开始， 介绍了 CCD 信号的特点和 CCD 芯
片的驱动电路。 文中选用了东芝公司的线阵 CCD 芯片 TCD1300D 来实现信号
的光电转换，深入研究了该芯片的驱动时序电路原理，在对 CCD 信号特点的
分析基础上，设计了数据采集系统的硬件电路及其设备驱动程序，以及基于
Windows2000 操作系统的波形显示平台。
本文采用 Altera 公司的 CPLD 器件中的 EPM7128S84 芯片来实现数据采
集系统中的数字逻辑电路。它具有储存下载之后的数据并能够在线更改的功
能，因此在硬件电路中为它设计了配置电路。在 EPM7128S84 芯片中集成了
CCD 芯片的时序驱动电路、数据采集系统的逻辑控制电路和与计算机的接口
电路。此外，本课题中使用并行口作为数据采集系统和计算机的通信接口， 使
用动态链接库技术编写驱动程序， 实现了硬件电路的即插即用性， 最后制作的
控制平台提供对采集到的波形的显示功能， 为用户以后开发更强大的控制功能
的操作平台提供了例程。
本课题的研究最终实现了基于 EPP 模式的 CCD 像素信号的数据采集工
作，论文给出了试验测试波形。在数据采集系统中采用目前先进的 CPLD 技
术实现数字逻辑电路，具有非常广阔的市场开发前景。
关键词 CCD；可编程逻辑器件；增强型并行口；动态链接库；即插即用；
Abstract
V
Abstract
The purpose of subject is to achieve the process of data acquisition for
linear CCD signal, and then send data to computer through a parallel interface.
Based on the further analysis about all kinds of data acquisition system, in the
paper, the research of data acquisition system for linear CCD signal is made.
According to the work flow, the entire system can be divided into four blocks:
CCD driver model, data acquisition model, data buffering model and
computer interface model. These models can be subdivided single function
models,which are designed respectively and debugged in development system.
This paper analyses linear CCD signal firstly, and then introduces
characters of CCD signal and CCD chip ’s driving circuit. This paper choose
Toshiba ’s CCD chip i.e. TCD1300D to realize the signal ’s photo electricity
conversion. Through the analysis about the characters of CCD signal, This
paper study it ’s driving circuit for data acquisition system. In addition, based
on Windows2000 operate system , the wave displaying platform is provided .
In this paper, EPM7128S84 which is a part of Altera ’s CPLD device is
applied to achieve the digital logical circuit for the data acquisition system.
Since it possesses the function of storage data and modified online, this paper
design configuration circuit for it in hardware circuit. The driving circuit of
CCD chip, the logical controlling circuit of data acquisition system and
computer ’s interface circuit are all integrated in EPM7128S84 chip. and DLL
is put forward as driving program. The hardware can be hot plugged. Finally,
this paper produce a control platform to present the function of showing
collected wave, for user ’s further developing more powerful platform, a
routine is provided.
The research of our subject achieve the success of the data acquisition for
CCD signal and sending data into computer. Since the advanced CPLD
technology is used to produce digital circuit and the data transmission is
finished with the EPP technology, extensive market prospect is placed.
Keywords CCD; CPLD; EPP; Driver; Plug and play;
