本文關(guān)鍵詞：基于USB總線的微型光譜儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 光譜儀器是一種分析物質(zhì)化學(xué)組成及其含量的光學(xué)分析儀器,廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防等各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及科學(xué)領(lǐng)域的擴(kuò)大,光譜儀的微小型化及實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)已成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)是微型光譜儀的一個(gè)重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)上述要求的關(guān)鍵技術(shù)之一。 目前多數(shù)傳統(tǒng)光譜儀的數(shù)據(jù)采集與傳輸方式在速度、微小型化和使用便捷化方面已不能滿足要求,從而限制微型光譜儀的廣泛應(yīng)用。本文在研究CCD和USB原理的基礎(chǔ)上,開發(fā)出一種基于CCD和USB總線的微型光譜儀的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)光譜儀的微小型化和使用便捷化,同時(shí)還達(dá)到了實(shí)時(shí)快速檢測(cè)的要求。 本文研究的主要內(nèi)容包括以下四部分: (1)調(diào)研了國(guó)內(nèi)外微型光譜儀的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù),提出了微型光譜儀的數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 (2)研究了微型光譜儀的基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)光譜儀的基本原理和特性,提出了用于熒光檢測(cè)的微型光譜儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體分析了光源、光纖探頭、光學(xué)系統(tǒng)等分系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時(shí),利用CCD和USB,構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。 (3)研究CCD在光譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用。采用型號(hào)為TCD1208AP的線陣CCD芯片作為光電轉(zhuǎn)換器件,設(shè)計(jì)了光譜采集系統(tǒng)的CCD前端放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和緩存電路,經(jīng)驗(yàn)證此采集系統(tǒng)滿足微型光譜儀對(duì)光譜數(shù)據(jù)處理的要求。 (4)在研究PCI總線、RS232等常用的計(jì)算機(jī)接口的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了將一種將USB2.0技術(shù)應(yīng)用于微型光譜儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。依據(jù)所選USB2.0接口芯片CY7C68013A的性能和系統(tǒng)要求,繪制了具體的硬件設(shè)計(jì)電路圖,編寫了固件程序和驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)了USB設(shè)備枚舉與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?定義了應(yīng)用程序的基本功能。利用USB傳輸接口,加快了微型光譜儀信號(hào)傳輸速度,使微型光譜儀可以利用總線供電、即插即用,達(dá)到了體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,適合野外作業(yè)的目的。
【關(guān)鍵詞】：微型光譜儀 線陣CCD USB 數(shù)據(jù)采集
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH744.1;TP274.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 微型光譜儀的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 光譜分析中數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本論文的研究意義和主要工作16-17
• 1.4.1 研究意義16
• 1.4.2 本論文主要內(nèi)容16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 微型光譜儀的原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 光譜儀原理及基本結(jié)構(gòu)18-21
• 2.1.1 光源和照明系統(tǒng)18
• 2.1.2 光學(xué)系統(tǒng)18-19
• 2.1.3 接收系統(tǒng)19
• 2.1.4 光譜儀的基本特性參數(shù)19-21
• 2.2 微型光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-25
• 2.2.1 光源和光纖探頭22-23
• 2.2.2 光學(xué)系統(tǒng)23-24
• 2.2.3 光譜信號(hào)采集與傳輸系統(tǒng)24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于CCD的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)26-43
• 3.1 CCD 原理及光譜特性26-30
• 3.1.1 CCD 原理及輸出信號(hào)特點(diǎn)26-28
• 3.1.2 CCD 在光譜分析中的特征參數(shù)28-29
• 3.1.3 CCD 在光譜分析中的應(yīng)用表現(xiàn)29-30
• 3.2 CCD 采集電路30-35
• 3.2.1 CCD 芯片選擇原則31-32
• 3.2.2 CCD 芯片特點(diǎn)32-33
• 3.2.3 CCD 前端處理電路33-35
• 3.3 A/D 轉(zhuǎn)換的選擇與應(yīng)用35-39
• 3.3.1 參數(shù)選擇35-36
• 3.3.2 芯片AD9243 介紹和結(jié)構(gòu)分析36
• 3.3.3 芯片AD9243 的特性及應(yīng)用問題36-38
• 3.3.4 芯片AD9243 的時(shí)序分析和數(shù)字輸出38-39
• 3.4 緩存電路與芯片介紹39-42
• 3.4.1 FIFO 芯片概述40-41
• 3.4.2 與A/D 的連接電路41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于USB 總線的傳輸系統(tǒng)43-67
• 4.1 USB2.0 接口介紹43-44
• 4.1.1 USB2.0 接口特點(diǎn)43
• 4.1.2 USB2.0 接口與其他接口比較43-44
• 4.2 USB2.0 協(xié)議介紹44-48
• 4.2.1 USB2.0 系統(tǒng)的連接44-45
• 4.2.2 USB2.0 的主機(jī)和設(shè)備45
• 4.2.3 電氣特性45-46
• 4.2.4 數(shù)據(jù)傳輸46-48
• 4.3 USB 芯片的選擇及FX2 簡(jiǎn)介48-51
• 4.4 USB 連接方式的選擇51-53
• 4.5 電源處理與其他幾處連接電路53-55
• 4.6 固件程序設(shè)計(jì)55-63
• 4.6.1 固件程序框架55-59
• 4.6.2 描述表59-60
• 4.6.3 主要功能函數(shù)60-63
• 4.7 驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)63-64
• 4.8 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果64-66
• 4.9 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 王進(jìn)鑫;高速高精度分光光譜測(cè)色頭控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

2 朱晟偉;高靈敏度光電探測(cè)器光譜采集關(guān)鍵問題研究[D];華東師范大學(xué);2011年

3 馬冉冉;多控制器協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及在光譜儀中的應(yīng)用[D];天津理工大學(xué);2012年

4 王紹穎;基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2007年

5 章志敏;激光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒饨邮諅鞲衅鞯难芯縖D];吉林大學(xué);2009年

6 吳鳳蘭;小型瞬態(tài)光譜儀的軟件設(shè)計(jì)[D];東北師范大學(xué);2009年

7 胡天林;基于USB總線的紫外分光光度計(jì)數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];廈門大學(xué);2009年

8 汪洋;基于FPGA的優(yōu)質(zhì)西瓜子檢測(cè)系統(tǒng)[D];安徽大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于USB總線的微型光譜儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：255616