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第２２卷第６期徐州工程学院学报２００７年６月

Ｖｏ１．２２Ｎｏ．６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｕｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪＵＮ．２００７

基于ＤＳＰ的ＣＣＤ精密测量系统的设计

贾旭光

（徐州市计量测试技术研究所，江苏徐州２２１０００）

【摘要１ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ＡＤＳＰ芯片设计的精密测量系统可以精确地测量出目标的微小

变化，故而分析ＣＣＤ精密测量系统中的信号采集和处理的工作原理、系统硬件设计及软件设计．研

究结果表明ＤＳＰ芯片应用ＣＣＤ精密测量系统中，能够有效提高测量系统的自动化程度及测量系

统的精度．

【关键词】精密测量；电荷耦合器件（ＣＣＤ）；数字信号处理器（ＤＳＰ）；Ａ／Ｄ转换器

【中图分类号１ＴＰ３９９【文献标识码】Ａ【文章编号】１６７３—０７０４（２００７）０６—００６７—０４

电荷耦合器件ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅｄ－－ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅｓ）是一种半导体光学成像器件．由于它的体积小、像元尺寸

小、几何精度高、抗电磁干扰、无滞后及易于微机接口等优点，近来已在工件尺寸测量、图像传真、摄像机以及

智能传感器等方面得到广泛应用，成为现代光电子学和现代测试技术中最有成果的图像传感器．

随着ＣＣＤ的发展，也相应的研究了许多处理ＣＣＤ信号的方法，如处理线性ＣＣＤ的小波分析法、重心法

等．这些方法应用的关键是处理器的选择，目前国内应用较多的是用ＭＣＳ５１单片机．由于ＣＣＤ要有时钟脉

冲发生器提供各种逻辑定时信号，以保证电荷转移、信号检测和信号输出，而单片机能产生移位脉冲频率不

高，即速度慢．数字信号处理器（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＳＰ）是一种具有高速性、实时性和丰富的芯片内部

资源的处理器，为人们解决这个难题提供了一条新路．本文以ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ＡＤＳＰ芯片设计的精密测量

系统可以精确地测量出目标的微小变化．

系统工作原理及１过程

基于ＤＳＰ的ＣＣＤ精密测量系统主要有ＣＣＤ器件、ＤＳＰ、显示模块及控制模块．系统结构如图１所示．系

统的工作过程为：ＣＣＤ器件受目标光的激发将光信号转化为电信号并在驱动脉冲的作用下输出．ＣＣＤ的输

出信号为离散的模拟脉冲序列，在ＤＳＰ处理器对它进行处理之前，须经过模数转换．处理器将模数转换的结

果存人片内的数据存储器中以便进一步处理，最后ＤＳＰ根据用户的要求将处理结果上经图形液晶显示器显

示给用户．

图１ＣＣＤ精密测量系统

Ｆｉｇ．１ＣＣＤｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍ

收稿日期；２００７—０３—０６

作者简介：贾旭光（１９６６一），男，河北安平人，工程师，主要从事力学计量研究

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