基于单片机的新型线阵CCD电路

本文在综合各种驱动时序方法的基础上，提出了的一种基于单片机的新型驱动电路。本文在综合几种传统的线阵CCD驱动时序产生方法优、缺点的基础上，提出了一种基于单片机的新型线阵CCD驱动电路，结合一款常用芯片TCD1500C，详细介绍了该方法的具体实现。 基于单片机的新型线阵CCD电路设计是现代工业控制和图像处理技术中的一个重要环节。线阵CCD（Charge-Coupled Device）是用于捕捉连续图像序列的半导体传感器，常用于精密测量、自动化检测等领域。传统的驱动时序方法包括直接数字电路驱动、单片机口驱动、EPROM驱动和专用IC驱动，但这些方法存在诸如逻辑设计复杂、调试困难、灵活性差和驱动时钟低等问题。 针对这些问题，本文提出了一种新的驱动电路设计方案，它基于单片机，结合了可编程定时计数器和独立时钟源，能够产生稳定、精确且高速的驱动脉冲。这种设计显著简化了电路结构，提高了调试便利性，降低了CPU占用率，同时降低了整体成本，增加了系统的柔性，使得只需修改驱动软件即可适应不同类型的CCD芯片。 驱动电路由以下几个关键部分组成： 1. 脉冲发生电路：用于生成驱动CCD所需的精确时钟脉冲。 2. 分频电路：通过D触发器或JK触发器（如74LS74或74LS76）或计数器（如74LS163、8253、82C54）来降低时钟频率，满足不同CCD的要求。 3. 控制电路：由AT89C51单片机和逻辑门电路构成，负责82C54的初始化、计数脉冲的通断以及计数器的启动和停止。 4. 脉宽调制电路：使用阻容电路和单稳态触发器（如74LS/HC123）调整脉冲间的相位关系，确保CCD工作在最佳状态。 以螺旋桨偏振角测量为例，系统包括光源、光学系统、CCD（如TCD1500C）、信号处理电路和主处理器（如DSP）。TCD1500C具有内置驱动器和采样保持电路，只需3路驱动信号：SH、Φ、RS，适用于高精度和高分辨率的测量。信号处理电路将CCD输出的视频信号转化为数字信号，供DSP处理，实现快速、准确的数据分析。 驱动时序的实现至关重要，例如TCD1500C的工作频率限制为8MHz，需要设置合适的fF、fRS和TS参数，以确保其正常工作。通过单片机的控制，可以灵活地生成满足这些要求的时序，实现对CCD的精确驱动。 总结来说，基于单片机的新型线阵CCD驱动电路设计克服了传统方法的局限性，提高了驱动电路的性能和灵活性，适用于各种工业测量和控制应用。这种设计方法对于提升系统整体性能，降低成本，以及适应不断变化的技术需求具有重要意义。