基于并口的线阵CCD高速A/D数据采集系统

基于并口的线阵CCD高速A/D数据采集系统<br />一、产品介绍<br />根据广大客户的需要和现场应用的要求，武汉飞达光电测控客户服务中心自主研制和生产了基于并口的线阵CCD高速A/D数据采集系统。该采集系统采用高精度ADC、快速FIFO和DMA直接数据存储和高速传输技术，既可作为线阵CCD像元视频信号的高速A/D转换和数据存储，亦可完成与各类计算机的高速数据采集与交换，同时也可直接与单片机、DSP、ARM等微处理器的数据接口直接相连，通过微处理器的控制端和状态端来读取线阵CCD视频信号的数据采集与处理（控制与处理方法与并口连接方式相同，可直接参考）。<br />采集系统采用计算机打印并行接口的方式与个人PC、便携式计算机、笔记本以及各类工控机等直接相连，打印并口使用简单方便，用户只需用一根打印电缆便可简单地实现与本采集系统的连接，相比其它PCI、ISA、USB等方式的数据采集卡具有适用性强（可适用任何高中低档计算机以及工业用PC）、安装方便（无需打开主机机箱，无需占用计算机的扩展槽）、数据传输速率高、体积小巧、编程方便（通过查询或中断，用IN和OUT指令就可实现与计算机间的数据传送）等特点。<br />该采集系统与我公司各型号的线阵CCD驱动器配合应用，能够完成诸如高速扫描各种被测体表面图像的检测（例如应用于感光材料、浮法玻璃、纺织物品、纸制品、板材等表面质量测量与分析中）、在线高速非接触测量物体尺寸（例如钢材直径、玻璃管直径等的在线检测）、高速动态测量物体瞬态的运动状态（例如高速飞行体飞行姿态的检测、物体振动的测量等）、高速、高精度探测光谱（吸收与发射）等工作。<br />二、性能指标<br />基于并口的线阵CCD高速A/D数据采集系统性能指标如下表所示：<br />接口类型&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;计算机并行接口/MCU数据口&nbsp;<br />接口传输速度&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;峰值速度≤132MB/s，实时平均速度≥40MB/s<br />CCD模拟信号输入&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1－8路，0－＋5V电压信号，100Ω输入阻抗<br />CCD数字信号输入&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;8bit，TTL兼容输出<br />CCD控制信号输出&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;4bit，TTL兼容输出<br />CCD状态信号输出&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;4bit，TTL兼容输出<br />数据存储容量&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;2M、4M、8M、16M、32M（可选）<br />电源输出&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;+12V@500mA，+5V@500mA<br />采样精度&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;8bit<br />采样速率&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1－25MHz<br />软件平台&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;DOS、Windows98/CE/2000/XP/2003、LINUX以及各种嵌入式操作系统<br />开发环境&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C++，VB、MASM等<br />外形尺寸&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;68mm×70mm<br />储存温度&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;-40℃－85℃<br />工作温度&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;－20℃－70℃<br />三、输入输出接口定义<br />1．J5—＋5V电源入口，配有LED电源灯显示。<br />2．J1—线阵CCD驱动信号，接口说明如下：<br />接口&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AO&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SH&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;GND<br />功能&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD视频信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD采样信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD帧信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD驱动信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;电源地<br />3．JP1——MCU控制接口，接口说明如下：<br />引脚&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;D0~D7&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RESET&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;EF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;WEN&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;READ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FF<br />功能&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD数据&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO复位&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO空&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO写允许&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO读&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO满<br />引脚&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;DGND&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RS&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;DGND&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SH&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />功能&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;电源地&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD采样信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD同步驱动信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;电源地&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD帧信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />4．J4——PC并口口，1~25脚说明如下：<br />1、控制端（端口地址：0x37A，X为没有使用）：<br />C7&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C6&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C5&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C3&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;C0<br />X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;WEN&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RESET&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;READ<br />READ：控制从FIFO中读取数据，对应DB25第1脚；&nbsp;<br />WEN：控制FIFO中写入数据，对应DB25第17脚；<br />RESET：控制FIFO的复位，对应DB25第16脚；<br />2、状态端（端口地址：0x379，X为没有使用）：<br />S7&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S6&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S5&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S3&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;S0<br />SH&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;HF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;EF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;X<br />SH：线阵CCD采集一帧数据起始信号，对应DB25第11脚；&nbsp;<br />FF：&nbsp;FIFO数据满标识，对应DB25第10脚；<br />EF：&nbsp;FIFO数据空标识，对应DB25第15脚；<br />HF：&nbsp;FIFO数据半满标识，对应DB25第13脚；<br /><br /><br />引脚&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;READ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;D0~D7&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;SH&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;未定义&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;HF<br />功能&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;控制FIFO读<br />（）&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;数据口&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO满&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD帧信号&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;未定义&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD半满<br />引脚&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;未定义&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;EF&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RESET&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;WEN&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;17~25&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />功能&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;未定义&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;CCD空&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO复位&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;FIFO写允许&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;电源地&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />5．R17——AD转换参考电压的调节电位器，参考电压可根据用户需要在2～4V之间调节，最好不要超过此范围。<br />