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光电分选就是利用光电技术把次品分类检出并剔除,其关键的一个环节是物料数据的精确采集。CCD(电荷耦合器件)是一种集光电转换、电荷存储、电荷转移为一体的传感器件,因其具有自扫描、高分辨率、高灵敏度、结构紧凑、像素位置准确等特性,近年来在摄像、工业检测等科技领域得到了广泛的应用。 本课题主要研究光电分选机的数据采集系统。系统以Xilinx公司的FPGA芯片XC3S50作为主控制器和处理器,用线阵CCD传感器对颗粒状物料进行动态扫描,得到图像数据,由图像数字器进行信号调理、A/D转换,经外部存储器缓存后送数据处理模块进行处理。该系统可实时在PC机上显示采集数据波形。 本文详细的介绍了CCD的工作原理,分模块介绍了线阵CCD驱动电路;图像信号的调理、采样和存储电路;通信电路;电源电路以及EPP接口电路等的设计与实现。系统采用FPGA技术实现了CCD时序逻辑控制,CCD图像信号的采样和存储控制;自定通信总线协议,建立三线制同步串行通信系统;完成对一帧CCD样本图像数据的采集和传输等。上位机用VC++编写了数据采集应用程序,完成了数据波形的实时显示。印制电路板采用多层设计方法,所用硬件基本使用高速大规模集成电路,故电路板面积小、可靠性高并且和镜头的体积相适应。 本文采用Verilog语言进行硬件电路描述,利用Xilinx ISE软件进行仿真、综合、实现和配置下载。最后经过大量实验,实现了CCD信号的稳定输出和数据采集系统的工作,并给出了实验波形,总结了系统的各方面性能和下一步的研究方向,为进一步的研究积累了经验。