线形ccd光谱仪系统的设计

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕：丨位豫论文题目成办光谱仪糸统的设计作者姓名物理电子学学科专业王坚到教援导师姓名二—五年五月完成时间肀逾科嗲敉术大嗲硕士学位论文线性光谱仪系统的设计作者姓名：刘新学科专业：物理电子学导师姓名：王坚副教授完成时间：二〇一五年五月二十七日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster'sdegreeThedesignofLinearCCDSpectrometerSystemAuthor，：：：中国科学技术大学

2、学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。签字日期：作者签名：刎中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。的学位论文在解密后也遵守此规定。松开□保密—年）作者签名：—一导师签名：签字日期：签字日期擒要摘要电荷耦合器件（自产生以来的多年里，其应用价值与日俱增，己经深入到传统摄像、光谱分析仪以及航空航天探测等领域。—个很重要的应用就是运用在光谱分析仪器中，光谱分析仪器属于光学仪器的一种，它可以测量光辐射的强度、频率以及光谱的变化规律。随着科学技术的进步，光谱仪技术也取得了很大的发展。现代光谱仪朝着小型化，自动化，智能化，高精度和快速检测的方向发展，低廉的价格使得它得到了越来越广泛的应用于社会生

4、产、生物医学、质谱分析、教学实验、环境监测、地质勘探等领域。近年来，国内外都对光谱仪的研制做了大量的工作，国内光谱仪与国外的相比还存在一定的差距；国内光谱仪通用性差、信噪比低、精度不髙、体积庞大、成本高昂，尤其在精确测量领域，对同步延时的精度非常高，要求在级别。如果精度不够高，就会导致测量不准确，得不到有效数据。这一系列问题都制约了其在科学实验和精确测量领域中的应用，为了提高光谱仪的测量精度和实现微型设计，分别使用和单片机作为控制器实现光谱仪设计。由于并行处理的特点，可以实现很高的延时精度和数据处理速度，这种方案的特点是灵活性强、延时精度高、实时显示。但工作

5、需要基本的配置电路和外围芯片，使得电路板的尺寸不能做到微型化，成本相对较高。单片机内部集成了、、定时器等功能，能够实现采集传输的要求，满足了微型化的设计目的。这种方案具有成本低、使用灵活、结构简单、体积小但由于单片机的串行处理和时钟的限制，同步延时控制精度不能做的太高。驱动电路是光谱仪设计中的关键点，驱动电路信号处理的流程如下，从得到的电信号经过前端处理到达主控板，在主控板上进行转换，把模拟信号转换成数字信号，数字信号可以通过通用接口传到上位机，考虑到如今接口的通用性，本文主要采用接口作为数据上传接口。在系统环境下利用语言和混合编程，再结合和，开发了上位机控

6、制界面，对下位机数据进行接收和处理。经过测试，线性光谱仪系统的设计达到了预期的目标，部分参数领先同类产品。本论文主要工作如下：设计了基于和的线性光谱仪的硬件电路。m要完成逻辑以及程序的编写。完成了上位机采集软件的编写。关键词：，光谱仪，，语言ABSTRACTABSTRACTSincefortyyearsagoCCDwasinvented,it'sapplicationvalueisgrowingdaybyday.Ithasalreadydeepintotherealmoftraditionalcameras,opticalspectrumanalyzeran

7、daerospacedetection.Spectrometerisoneofinstrumentwhichisusedtoanalyzeandstudytheintensity,frequencyandothercharacteristicsoflight.Withthedevelopmentofthecomputertechnology,theminiaturization,automatic,fastdetection,lowcostofsmallspectrometerhasachievedmoreandmoreapplicationsinsocia

8、lproduction,scientificexpe