单片机与DSP中的基于单片机的线阵CCD实时检测系统的开发

摘要：分析了线阵CCD用于实时检测系统的特点和要求，介绍了一种基于AT89C2051单片机的线阵CCD实时检测系统的设计方案。本方案电路结构简单可靠，信号处理灵活检当，有一定的通用性和启发性。     关键词：CCD 单片机 驱动 检测系统 CCD(Charge Coupled Devices)电荷耦合器件应用系统的关键技术在于CCD驱动时序的产生和输出信号的采集与处理。目前驱动主要有直接数字电路驱动、EPROM驱动、专用IC驱动、复杂的CPLD驱动等常用的驱动方法，但是它们存在着逻辑设计较为复杂、调试困难、柔性较差等缺点。在数据采集和处理方面，大多数都经过差动放大、采样保持、A／D转换 线阵CCD实时检测系统是一种广泛应用在实时监控和动态检测领域的技术，特别是在机器人视觉、智能小车、轨迹导引等领域。这种系统的核心是利用线阵CCD（Charge Coupled Devices）传感器来捕捉图像，并通过单片机进行信号处理和数据分析。 在本方案中，采用的是AT89C2051单片机，这是一款由Atmel公司生产的高性能8位微控制器，内置2KB可编程Flash存储器，与经典的51系列微控制器兼容。它的优势在于拥有较高的时钟频率（高达24MHz），能够快速驱动线阵CCD，并且具有小巧的体积和较少的I/O端口，适用于构建紧凑型的检测系统。 线阵CCD的关键在于驱动时序的产生和信号的采集处理。常见的驱动方法包括直接数字电路驱动、EPROM驱动、专用IC驱动和CPLD驱动，但这些方法存在设计复杂、调试困难和灵活性差等问题。相比之下，本方案采用AT89C2051单片机，能够生成稳定、精确、高速的驱动脉冲，简化了驱动电路，降低了调试难度，并降低了CPU的占用率。 数据采集和处理方面，传统的系统通常会通过差动放大、采样保持和A/D转换等步骤，再通过总线或采集卡与PC机通信。这样的系统结构庞大，开发成本高，不适合实时控制系统的连续检测需求。本设计方案则将驱动、采集和处理集成在一起，仅需两条信号线与上位机通讯，大大简化了系统结构，提高了系统的实时性和便携性。 硬件设计中，选择了NEC公司的μPD3575D线阵CCD传感器，其具有1024个像敏单元，高灵敏度和低暗电流，适合于光线检测。配合AT89C2051单片机，可以快速读取和处理CCD的输出信号，实现对白线等特定目标的实时检测。 基于AT89C2051单片机的线阵CCD实时检测系统具有电路结构简单、调试便捷、资源利用率高、体积小巧等优点，尤其适合需要实时动态监测的应用场景。通过合理的硬件设计和软件编程，可以实现对特定环境特征的精确检测，为机器人导航、轨迹跟踪等应用提供了有效技术支持。