【摘要】：隨著環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展,對(duì)光譜分析設(shè)備提出了更高的要求,高集成化、小體積、低成本、高性能的光譜儀具有廣泛的應(yīng)用前景。光譜儀是光譜數(shù)據(jù)采集與分析的基本儀器,其信號(hào)探測(cè)采集與傳輸硬件電路是儀器的核心之一,該部分的正確性以及穩(wěn)定性是上位機(jī)能夠正確數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。本課題旨在研制微型光譜儀的硬件電路,設(shè)計(jì)了基于線陣電荷耦合器件的微型光譜儀的硬件電路,用以光譜信號(hào)采集、處理和傳輸。根據(jù)應(yīng)用需求確定了系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù),進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和IC選型,完成基于線陣CCD微型光譜儀總體方案設(shè)計(jì)。接著詳細(xì)闡述了硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。采用東芝的線陣TCD1304DG作為光電探測(cè)器進(jìn)行光譜的采集,輸出的信號(hào)通過(guò)前端模擬信號(hào)處理電路后,再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),最后通過(guò)USB2.0接口傳送至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。硬件系統(tǒng)中采用可編程邏輯器件CPLD對(duì)線陣CCD和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和控制,利用CPLD與USB2.0控制器芯片構(gòu)成Slavefifo傳輸模式,實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸。完成了主控CPLD邏輯電路設(shè)計(jì),代碼編寫(xiě)和仿真測(cè)試,USB2.0控制芯片內(nèi)部固件代碼的編寫(xiě)和調(diào)試。最后對(duì)設(shè)計(jì)的電路板各個(gè)部分進(jìn)行了調(diào)試,硬件關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試以及上位機(jī)聯(lián)調(diào)等工作。測(cè)試結(jié)果表明:該系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)最終滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文2 線陣 CCD 采集系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)光譜儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖 2.1 所示，主要包括光學(xué)部分、硬件電路部分以及上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件部分，而本文的主要任務(wù)是系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)部分。即通過(guò)將光學(xué)系統(tǒng)色散的光譜打在光譜探測(cè)器（線陣 CCD）上，然后將 CCD 輸出的模擬信號(hào)經(jīng)前端模擬信號(hào)處理電路處理后，再由 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，，通過(guò) USB2.0總線傳輸至 PC 機(jī)，并通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

通過(guò) USB2.0總線傳輸至 PC 機(jī)，并通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。圖 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2.2 硬件總體方案設(shè)計(jì)如圖 2.2 所示，硬件總體方案設(shè)計(jì)如下：由線陣 CCD 圖像傳感器 TCD1304DG 實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，通過(guò)可編程邏輯芯片CPLD 對(duì)圖像傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD9826 進(jìn)行時(shí)序控制和驅(qū)動(dòng)后，將輸出的模
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683587