- 相關推薦
基于單片機的線陣CCD實時檢測系統的開發
摘要：分析了線陣CCD用于實時檢測系統的特點和要求，介紹了一種基于AT89C2051單片機的線陣CCD實時檢測系統的設計方案。本方案電路結構簡單可靠，信號處理靈活檢當，有一定的通用性和啟發性。關鍵詞：CCD 單片機 驅動 檢測系統
CCD(Charge Coupled Devices)電荷耦合器件應用系統的關鍵技術在于CCD驅動時序的產生和輸出信號的采集與處理。目前驅動主要有直接數字電路驅動、EPROM驅動、專用IC驅動、復雜的CPLD驅動等常用的驅動方法，但是它們存在著邏輯設計較為復雜、調試困難、柔性較差等缺點。在數據采集和處理方面，大多數都經過差動放大、采樣保持、A／D轉換，再通過總線或采集卡等接口與PC機相連。這種系統結構龐大，而且在信號處理、通信軟件和界面設計等方面要耗費大量的精力。應該說這種應用系統在靜態測量處理方面有其優點，但如果要滿足實時控制系統的連續檢測要求以及系統體積精小而容易裝配等特點，則必須簡化驅動電路、數據采集過程和處理方式。本文正是出于這種考慮，開發出了一種基于單片機的實時性檢測系統：僅用Atmel公司一塊小型的AT89C2051單片機便能產生穩定、精確、高速的驅動脈沖。該電路結構簡單、調試方便、CPU占用率低，將驅動、采集和處理融為一體，而且與上位機的連接僅用兩條導線便可實現檢測信息傳輸。這種方法大大簡化了線陣CCD檢測系統的結構，在機器人視覺、智能小車、軌跡導引等動態檢測方面有獨特的應用優勢。
1 線陣CCD實時檢測系統模型
以機器人路徑識別為例具體說明如何利用線陣CCD開發實時動態環境檢測系統。
假設在一個深色(如黑色、藍、綠等)平面上用寬度為30mm的白線作為機器人將要運動的軌跡導引線，利用線陣CCD開發出檢測白線軌跡的檢測系統。先利用光學系統用攝像頭將路面信息成像到CCD的感光面上；然后讀取白線的位置檢測信息作為機器人的視覺，讓機器人在上位機的控制下沿白線軌跡運動。這是一個典型的CCD實時檢測系統。整體檢測系統如圖1所示。
2 硬件設計
利用CCD的光電特性，設計出的電路應能判別視頻信號上輸出的深色和白色區別，這樣才能識別白線，時刻反應機器人當前所在的物理位置，以便對其運動做相應的調整。 線陣CCD選用NEC公司的μPD3575D型號。芯片為20腳DIP封裝，像敏單元數目為1024，像敏單元大小為14μm×l41μm×l4μm(相鄰像元中心距為14μm)，光敏區域采用高靈敏度和低暗電流PN結作為光敏單元，內置采用保持電路、輸出放大電路，外觀尺寸為25．5mm×10mm，易于裝卸。該器件工作在5V驅動(脈沖)、12V電源條件下。
系統簡要電路如圖2所示。驅動用的單片機是AT89C2051。它是Atmel公司生產的自帶2KB可編程Flash存儲器的與MSC-51兼容的高性能處理器。它與常規的51芯片有相同的核心和相近的結構功能如RAM、定時/記數器、中斷結構、串行口、振蕩器和時鐘電路等；有最高達24MHz的振蕩頻率，能高速地驅動CCD；有較少的精簡I／O端口，因此體積很小，非常適用做小型應用系統的處理器。對很多嵌入式控制應用提供了一個高度靈活的有效解決方案。本線陣CCD檢測系統發揮了其小而靈活的特點，既陡系統資源得到了
[1] [2] [3]
【基于單片機的線陣CCD實時檢測系統的開發】相關文章：
基于Web的實時答疑系統04-30
基于DSP的CCD天文圖像處理系統04-29
三線陣CCD影像直接前方交會精度估算04-28
基于面陣CCD的光電測量設備光學系統像面照度不均勻度測量系統04-26
基于嶺估計的三線陣CCD影像外方位元素去相關性方法研究04-28
基于寬帶網的天氣雷達實時監測系統05-03
基于GSM的車輛信息遠程實時查詢系統設計04-29