基于DSP的CCD驱动电路的设计55131.pdf

交通科学 第 26 卷 　 第 6 期 武 汉 理 工 大 学 学 报( 与工程版) V o l. 26　N o. 6 2002 年 12 月 Jou rn a l o f W uh an U n iver sity o f T echno lo gy D ec. 2002 (T ran spo r tat ion Science Eng ineer ing) 基于D SP 的CCD① 驱动电路的设计 黄红星　卢　凌　 肖　李　杨福宝 (武汉理工大学信息工程学院　武汉　430063) 摘要: D SP 系统具有高速、小型化、稳定性好、精度高、集成方便等特点, 与传统的M CS51、96 系列 单片机驱动电荷耦合器件(CCD ) 的方法相比, 用D SP 单片机驱动线阵CCD 有着更优越的性能. 在 研究了线阵 驱动电路波形的基础上, 设计了用 320 31 数字信号处理器来驱动线阵 CCD TM S C D SP CCD 的方案, 并进行了装调. 关键词: 电荷耦合器件; 数字信号处理器(D SP ) ; 驱动电路 中图法分类号: TN 386. 5; T P 368. 2 0　引　　言 电荷耦合器件 (CCD ) 是一个固体光学传感 器, 它集成度高、光敏元间距小、几何尺寸严格, 与 真空摄像管相比, 它具有体积小、功耗低、灵敏度 高、无滞后、易于微机接 口等特点, 近年来已成为 现代光电子学和现代测试技术中最活跃、最富有 图 1　二相线阵CCD 结构原理图 成果的新兴图像传感器. 在图2 所示驱动脉冲 1 , 2 作用下工作, 当光照 CCD 应用的关键是其驱动信号的产生及输 射到光敏元阵列时产生本征吸收, 半导体吸收光 出信号的处理, 对不同的应用场合, 输出信号的处 后产生光生电荷, 在光积分期间, 这些光生电荷被 理及其驱动信号的产生是不同的. 目前国产CCD 存储在彼此隔离的相应象元的势阱中, 每个象元 的驱动电路普遍线路复杂、体积较大、成本较高, 势阱中所积累的光生电荷数, 与照射在该象元面 极大地限制了CCD 的应用. 文中设计了一个新颖 上的平均照度和光积分时间的乘积, 即曝光量成 的基于D SP 单片机的驱动 电路, 它线路简单方 正比. 在电荷转移期间, 各个象元中的光生电荷, 便, 性价比高. 通常是分奇、偶数列同时转移到设置在象元上下 两侧的移位寄存器中, 然后在移位寄存器中的驱 1　线阵CCD 的工作原理 动脉冲 1 和 2 控制下, 将光生电荷串行移出, 并 按原有时序重新排列. 最后光生电荷通过复位脉 电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信息 冲 R S 控制输出级场效应管在一行输出后复位, 载体, 其基