2012年用F2做的线阵CCD相机

xuande · 发表于 2016-3-21 17:00:04

（本文在另外两个网站发过，包括a摸。）
我用STM32F215RGT6做的线阵CCD相机。硬件是： CCD + 一片运放 + CPU，没有用CPLD之类。
也许，运放都不需要，没有验证过。
线阵CCD的驱动全部用定时器TIM1的四个通道实现，用片上AD进行采集，DMA存储到片上RAM中；
以上整个过程全部用硬件实现，只在一帧图像结束后才用CPU软件进行干预，中断方式（对这一帧图像数据进行处理）。

下图是线阵CCD官方的驱动时序图：

如果严格按照官方时序，只靠一个定时器实现是不太可能的。（也许能够实现。）
所以，在研究官方时序以后（这一步很重要），结合定时器，设计了一种即满足驱动要求、又容易实现的新的时序图。
另外，增加了一个控制AD的信号，在片内启动AD工作。
最快时钟频率是1MHz，2000多个像素。所以，每秒可以拍摄400次以上。在一些特殊场合很有用。下面就看数据处理的速度了。
下图是是实际实现的时序，用逻辑分析仪采集的，和官方时序有较大区别：

下图是测试样板，自己用AutoCAD画的，黑杠宽度是5mm，黑杠的中心间距是15mm，一共19条黑杠：

下图是实验装置，相机、镜头、三脚架之类的。

下图是PC采集到的一帧图像。图像数据在CPU中断期间，通过串口发给PC，用专用的软件还原成图案。
当时还不会用USB，现在可以做更好，以提高每秒扫描帧数。
梳子图案就是19条黑杠的图像：

以后的工作，光圈、焦距、镜头等等，需要根据现场进行选择，有一些其他知识要学习。实验时候用的是一百元的镜头。

实验发现，白天调试好光圈和焦距，可以拍出清晰的图像；
到了晚上，图像就很差了，必须重新调整光圈、焦距。
所以，虽然到了这一步，离实际使用环境还有一段路要走。
主要是动态调节积分时间。

线阵CCD相机，贵在传感器和镜头。