基于线阵CCD的位移检测技术研究

论文摘要

钢带振动的非接触测量具有重要的工业应用价值,在国外已有探索,但在国内研究者甚寡。本论文基于钢带振动边缘检测问题,有针对性地设计了一种基于FPGA、USB和线阵CCD的非接触式无线数据采集系统,主要应用于钢带振动检测。本文首先从线阵CCD出发,系统地分析CCD的基本工作原理、特性及应用,并根据采集系统的工作要求,将整个系统划分为CCD驱动电路模块、采集模块、数据缓冲模块和ARM平台以及显示输出模块。对CCD具体应用的关键问题——驱动时序电路的实现等进行了深入探讨。其次,本文提出的基于FPGA的线阵CCD驱动电路的实现过程,运用了Verilog语言对驱动时序电路进行描述,采用Altera公司的QUARTUSⅡ软件对所设计的驱动程序进行仿真。最后,仿真和实际测试的结果证明了本论文所提出的数据采集系统的可行性,并结合系统软件需求,完成了上位机的无线通讯测试程序。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 线阵CCD简介
• 第二章 功能及原理
• 2.1 光电编码器原理
• 2.2 CCD功能特性
• 2.2.1 CCD对比CMOS
• 2.2.2 线阵CCD对比面阵CCD
• 2.3 CCD工作原理
• 第三章 线阵CCD驱动电路设计
• 3.1 TCD1201D简介
• 3.2 TCD1201驱动电路设计
• 3.3 前端采集电路驱动
• 3.3.1 FPGA及CCD驱动电路设计
• 3.3.2 FPGA驱动时序
• 第四章 ARM架构的数据采集
• 4.1 线阵CCD的输出信号
• 4.2 ARM处理器
• 4.2.1 ARM处理器结构
• 4.2.2 MICRO2440开发板简介
• 4.2.3 Micro2440核心板及其管脚介绍
• 4.3 Linux系统的移植
• 4.3.1 Bootloader移植
• 4.3.2 内核文件的移植
• 4.3.3 根文件系统移植
• 4.3.4 平台下QT界面编程
• 4.3.5 无线通信wifi模块
• 第五章 位移检测实验与调试
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢