一种基于高速超微型单片机的CCD驱动电路设计

基于高速超微型单片机的CCD驱动电路设计知识点总结 一、CCD驱动电路设计的重要性 * CCD（Charge-Coupled Device）是一种光电转换器件，具有精度高、分辨率好、性能稳定等特点，广泛应用于图像传感和非接触式测量领域。 * CCD驱动电路设计是CCD应用技术中的两个关键问题之一，涉及到CCD驱动时序的产生和CCD输出信号的处理。 二、常用的CCD驱动时序产生方法 * 数字电路驱动方法：利用数字门电路及时序电路直接构建驱动时序电路，特点是可以获得稳定的高速驱动脉冲，但逻辑设计和调试比较复杂，所用集成芯片较多，无法在线调整驱动频率。 * EPROM驱动方法：在EPROM中事先存放所有的CCD时序信号数据，并由计数电路产生EPROM的地址使之输出相应的驱动时序，结构相对简单、运行可靠，但仍需地址产生硬件电路，所需EPROM容量较大，同样也无法在线调整驱动频率。 * 微处理器驱动方法：利用单片机或DSP通过程序直接在I/O口上输出所需的各路驱动脉冲，硬件简单、调试方便、可在线调整驱动频率，但由于是依靠程序来产生时序，如果程序设计不合理，会造成时序不均匀；而且往往会造成微处理器资源浪费；通常驱动频率不高，除非采用高速微处理器。 * 可编程逻辑器件驱动方法：利用CPLD、FPGA等可编程逻辑器件来产生时序驱动信号，硬件简单、调试方便、可靠性好，而且可以得到较高的驱动频率。同样也可在线调整驱动频率。 三、基于TCD1206的CCD驱动电路设计 * TCD1206是一种高灵敏度二相双沟道线阵CCD图像传感器芯片，2160个有效像素点，像素频率为0.3～2MHz（本系统为1MHz），其驱动时序波形如图2所示。 * C8051F300是C8051F系列中的超微型高速混合系统级单片机，是目前世界上最小封装的8位单片机，11个引脚，封装在面积为3ram×3mm的芯片。 * 通过C8051F300单片机可以产生TCD1206所需的驱动时序信号，并与CCD相机内部的其他芯片集成，实现了CCD驱动电路的设计。 四、CCD驱动电路设计的挑战和未来发展 * CCD驱动电路设计面临着驱动频率低、资源浪费多、时序不均匀等挑战。 * 未来，CCD驱动电路设计将继续朝着高速、高性能、低功耗等方向发展，以满足越来越复杂的应用需求。