本文關(guān)鍵詞：EMCCD相機(jī)多點(diǎn)溫度檢測(cè)與控制系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： EMCCD 杜瓦瓶 多點(diǎn)測(cè)溫 單片機(jī) FPGA

【摘要】：作為新一代的微弱光信號(hào)探測(cè)技術(shù),EMCCD技術(shù)在科學(xué)成像領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。EMCCD芯片不可避免的會(huì)有噪聲,為了降低EMCCD芯片的噪聲、從而提高信噪比,于是引進(jìn)了液氮制冷技術(shù)。液氮制冷杜瓦瓶,于1976年應(yīng)用在天文CCD相機(jī)的制冷上。進(jìn)行微光探測(cè)時(shí),將E MCCD芯片及周邊電路置于液氮制冷杜瓦瓶?jī)?nèi)。本論文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(10978013)的實(shí)際需求,對(duì)EMCCD芯片的工作溫度進(jìn)行溫控及對(duì)天文用杜瓦瓶系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫。本論文提供了兩種設(shè)計(jì)：基于STC89C52RC單片機(jī)的測(cè)溫與控制系統(tǒng),它是與EMCCD相機(jī)圖像系統(tǒng)相分離的獨(dú)立系統(tǒng)；基于FPGA的測(cè)溫與控制系統(tǒng),與圖像部分共用一個(gè)下位機(jī)處理器和傳輸通道。本論文以液氮作為冷源對(duì)EMCCD相機(jī)進(jìn)行制冷,多個(gè)PT1000鉑電阻作為溫度檢測(cè)器件,設(shè)計(jì)了接入電阻極小的五選一模擬數(shù)據(jù)選擇器,電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路和A/D轉(zhuǎn)換電路將PT1000的阻值信號(hào)轉(zhuǎn)換成STC89C52RC單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào),其中,A/D轉(zhuǎn)換電路的核心器件是具有∑-△轉(zhuǎn)換技術(shù)的AD7705芯片。在兩種設(shè)計(jì)中,下位機(jī)處理器分別采用了STC89C52RC單片機(jī)和EP3C40F484C6N型號(hào)的FPGA,傳輸方式分別采用了RS-232串口通信和USB3.0數(shù)據(jù)通信。PC/工作站設(shè)計(jì)都是在MFC框架下的基于對(duì)話(huà)框的應(yīng)用程序,開(kāi)發(fā)環(huán)境分別是VC6.0和VS2010。本論文可以實(shí)現(xiàn)對(duì)EMCCD芯片工作溫度的控制及杜瓦瓶的多點(diǎn)測(cè)溫,從而可以提高EMCCD相機(jī)的成像質(zhì)量、為杜瓦瓶的熱力分析提供數(shù)據(jù)支持。
【關(guān)鍵詞】：EMCCD 杜瓦瓶 多點(diǎn)測(cè)溫 單片機(jī) FPGA
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB852;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 EMCCD相機(jī)簡(jiǎn)介10
• 1.2 本論文的研究背景及意義10-11
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容11-14
• 第二章 多點(diǎn)測(cè)溫與控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案14-24
• 2.1 天文用EMCCD相機(jī)的制冷與支撐機(jī)構(gòu)14-18
• 2.1.1 制冷的原因14-15
• 2.1.1.1 暗電流噪聲14-15
• 2.1.1.2 轉(zhuǎn)移噪聲15
• 2.1.2 常用的EMCCD制冷技術(shù)15-16
• 2.1.3 支撐機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介16-18
• 2.2 多點(diǎn)測(cè)溫與控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求18-20
• 2.2.1 多點(diǎn)測(cè)溫18-20
• 2.2.2 溫度控制20
• 2.3 基于STC89C52RC單片機(jī)的測(cè)溫與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.4 基于FPGA的測(cè)溫與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案21-24
• 第三章 基于STC89C52RC單片機(jī)的多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計(jì)24-46
• 3.1 STC89C52RC單片機(jī)及其周邊電路的設(shè)計(jì)24-35
• 3.1.1 設(shè)計(jì)方案24-25
• 3.1.2 溫度檢測(cè)器件PT100025
• 3.1.3 五選一模擬數(shù)據(jù)選擇器25-27
• 3.1.4 電阻/電壓轉(zhuǎn)換電路27-28
• 3.1.5 A/D轉(zhuǎn)換電路28-30
• 3.1.6 STC89C52RC單片機(jī)電路30-31
• 3.1.7 EMCCD溫控電路31-32
• 3.1.8 串口通信電路32-35
• 3.2 STC89C52RC單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)35-46
• 3.2.1 設(shè)計(jì)要求35-36
• 3.2.2 串口通信程序36-38
• 3.2.3 溫度采集程序38-44
• 3.2.3.1 AD7705內(nèi)部寄存器介紹39-44
• 3.2.3.2 溫度定標(biāo)44
• 3.2.3.3 溫度數(shù)據(jù)處理44
• 3.2.4 EMCCD芯片溫度控制程序44-46
• 第四章 基于FPGA的多點(diǎn)溫度測(cè)控系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計(jì)46-54
• 4.1 設(shè)計(jì)要求46
• 4.2 USB3.0簡(jiǎn)介46-47
• 4.3 核心芯片與開(kāi)發(fā)板的介紹47-49
• 4.3.1 PFGA芯片47-48
• 4.3.2 USB3.0接口芯片48
• 4.3.3 開(kāi)發(fā)板的選擇48-49
• 4.4 前端電路的設(shè)計(jì)49-50
• 4.5 NIOS Ⅱ設(shè)計(jì)50-54
• 第五章 EMCCD相機(jī)多點(diǎn)溫度檢測(cè)與控制系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì)54-68
• 5.1 基于STC89C52RC單片機(jī)的系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)54-61
• 5.1.1 設(shè)計(jì)要求及方案54-56
• 5.1.2 上位機(jī)界面功能介紹56-61
• 5.1.2.1 串口號(hào)選擇57
• 5.1.2.2 波特率選擇57-58
• 5.1.2.3 目標(biāo)溫度設(shè)定58-59
• 5.1.2.4 多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的顯示59-60
• 5.1.2.5 多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)的保存60-61
• 5.2 基于FPGA的系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)61-68
• 5.2.1 設(shè)計(jì)要求及方案61-62
• 5.2.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)62-68
• 5.2.2.1 CYUSB類(lèi)庫(kù)介紹62-63
• 5.2.2.2 顯示器件信息63-64
• 5.2.2.3 下載固件功能64-65
• 5.2.2.4 溫控系統(tǒng)65-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：738882