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    線陣CCD(Charge Coupled Device)越來越廣泛地被應(yīng)用到工業(yè)、軍事、民用行業(yè)。采用CCD數(shù)據(jù)采集卡和微機(jī)相結(jié)合，對被測圖像信息進(jìn)行快速采樣、存儲及數(shù)據(jù)處理，是線陣CCD數(shù)據(jù)采集發(fā)展的新方向。配以適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)光－機(jī)－電－算一體化設(shè)計。

    時序發(fā)生器(用于產(chǎn)生CCD驅(qū)動時序和視頻信號處理控制時序及I/O接口工作控制時序)的設(shè)計，是CCD數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計的關(guān)鍵，也是CCD應(yīng)用的關(guān)鍵。隨著CCD的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的時序發(fā)生器實現(xiàn)方法(如小規(guī)模集成電路實現(xiàn)、用EPROM實現(xiàn)、基于單片機(jī)實現(xiàn)等)已經(jīng)不能夠很好地滿足CCD應(yīng)用向高速、小型化、智能化發(fā)展的需要。同時，簡單的二值化數(shù)據(jù)處理方法更無法滿足CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所需要的高精度、高分辨率的要求。因此，結(jié)合實際應(yīng)用需要，設(shè)計了基于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)的線陣CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高速半閃速結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器對視頻信號進(jìn)行硬件處理；在此基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)采集卡與PC機(jī)相結(jié)合，把數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)并口送至PC機(jī)；并采用直線擬合最小二乘法對采集到的圖像信息進(jìn)行高精度處理，實現(xiàn)最終的設(shè)計目的。本設(shè)計被用于卷煙煙支長度、直徑智能在線檢測儀中。

    1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點

    本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點主要有：

    (1) 采用高集成度的EPM7064SLC44產(chǎn)生系統(tǒng)所需的驅(qū)動和控制時序邏輯；

    (2) 由外部PC機(jī)控制CCD積分時間的大小及數(shù)據(jù)采集卡的工作過程，實現(xiàn)智能化控制；

    (3) 應(yīng)用了內(nèi)帶采樣保持的8位高速并行輸出A/D芯片(TLC5510)；

    (4) 通過計算機(jī)并口高速傳輸數(shù)據(jù)信息；

    (5) 采用直線擬合最小二乘法高精度定位CCD圖像的邊緣點。

    2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計

    在本系統(tǒng)中，選定TCD142D線陣CCD作為圖像傳感器。本系統(tǒng)硬件電路主要由四部分構(gòu)成：①時序發(fā)生器；②CCD驅(qū)動電路；③CCD視頻信號處理；④I/O接口。在此設(shè)計中，TCD142D的工作頻率為１MHz。

    2.1 系統(tǒng)時序發(fā)生器的設(shè)計1～2