基于usb2.0的ccd数据采集系统

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1、浙江大学硕士学位论文基于USB2.0的CCD数据采集系统姓名：吴剑峰申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：徐向东20060508浙江大学硕士学位论文Y摘要Y877185摘要本论文介绍了基于USB2．0的CCD数据采集系统，详细描述了信号捕捉和模数转换部分以及USB接口部分的原理要点、设计难点、参考电路及相关程序设计，并对该系统进行了综合测试。本系统采用的主要元件包括Cypress公司FX2系列的Cy7c68013芯片，AnalogDevice公司的AD7472和NEC公司的线阵CCD传感器等。系统利用FX2的GPIF接口技术，通过对控制逻辑的合理设计，实现对AD和CCD芯片的控制和数

2、据采集，采用批量传输类型实现对数据的高速传输，并存放在主机硬盘文件中。在设计过程中，充分利用了现有芯片资源，在不利用CPLD和FIFO芯片的条件下，用GPIF接口的控制逻辑来有效合理地控制CCD和AD7472两片芯片的工作时序，并读取数据至缓冲区，从而节省了～般类似系统所必需的FIFO芯片和控制时序的CPLD芯片等，不仅降低了丌发成本，也节省了系统容量，更利于产品开发，从而给出了新的节约型设计方案。本课题完成了基于USB2．0协议的数据采集系统的设计和实验，分析了各重要控制逻辑的时序，测试了系统的有效传输速率，取得了一定的研究成果。关键词：USB2．0；CCD；数据采集；GPIF；FX2

3、浙江大学硕士学位论文^_8S刀弘c，ABSTRACTThispaperintroducesaCCDdataacquisitionsystembasedonUSB2．0specificationanddescribesthetwopartsofthesystemseparatelyincludingthepartofsignalacquisitionandanalog—digitalconversionandthepartofUSBinterface．Itemphasizesontheprincipleoutlines，designdifficulties．circuitsandprogr

4、ams．Anditreportsthetestingresultsofthewholesystem．ThecomponentsadoptedinthesystemmainlyincludeCy7c68013ofFX2seriesmanufacturedbyCypressSemiconductor,AD7472ofAnalogDeviceInc．andlinearCCDofNEC．Weusethecontrol109icsoftheGPIF(GeneralProgrammableInterface)，collectthehigh—speeddatabybulktransfersandsto

5、rethecollecteddataintheharddisk．ThesystemdesigntakesfiflladvantageofthecurrentICresources．ItcontrolsthetimingsofCCDandAD7472efficientlybyusingGPIEandreadsthedataintothegivenbuffer,SOthatwecandesignthewholesystemwithoutFIFOsandCPLDswhichareindispensabletothenormalsolutions．Inthispaper．weintroducea

6、neweconomicalsolutionwhichsavesthedevelopmentcost，reducesthesystemsizeandbenefitstheproductdevelopment．Throughthisproject，wecompletethedesignandexperimentsoftheCCDdataacquisitionsystembasedonUSB2．0specification,analyzethetimingofimportantcontrollogics，testtheefficientsystemtransfcrspeedandobtainc

7、ertainresearchresults．KeyWords：USB2．O；CCD；DataAcquisition；GPIF：FX22浙江大学硕士学位论文第一章绪论1．1基于USB2．0的CCD数据采集系统概述CCD作为一种光电转换图像传感器，可以把图像信息直接转换成电信号，实现非电量的电Nt”。同时它还具有体积小、重量轻、噪声低、自扫描、工作速度快、测量精度高等诸多优点，因此广泛应用在精密测量、非接触无损检测、文件扫描与航空遥感等