基于线阵CCD的特征标志检测技术研究

摘要

本论文在探讨CCD的基本结构、工作原理、信号处理及其在光电传感器中的应用的基础上，对光电检测技术，特别是基于线阵CCD的特征标志光电检测技术进行了较为广泛和深入的理论研究，提出了自动增益、差动对比度提升、浮动阈值、敏感点可调等处理方法，并设计了前置放大滤波电路、数控自动增益放大电路和浮动阈值电路。在分析比较现有印刷等特征标志检测方法优缺点，提出了线阵CCD检测差值算法。重点探讨了特征边/线标志检测CCD光电传感器样机的研制，分别提出了用C8051F023高速单片机和FPGA器件两种方案，在比较两种方案优缺点的基础上，选用C8051F023单片机作为核心器件，研制出了具有可与微机通讯、敏感点可调等功能丰富的传感器样机，并通过大量的实验验证了该传感器样机的功能，并根据大量的实验数据绘出其工作波形及其它参数。

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1基于CCD的特征标志光电检测技术的研究背景及意义

1.2同类研究在国内外的研究现状及发展方向

1.3本论文的研究工作

第2章CCD光电检测技术

2.1光电检测技术的特点

2.2电荷耦合器件(CCD)原理简介

2.3现有特征标志检测技术的优缺点

2.4本论文研究的特征标志光电检测系统的特点和创造性

第3章线阵CCD特征标志智能检测方法的关键技术研究

3.1智能检测方法研究的思路

3.2前置放大与低通滤波电路设计

3.3自动光强处理技术研究及实现

3.4差动对比度提升技术研究及实现

3.5浮动阈值处理技术研究及实现

3.5.1用CPLD实现浮动阈值二值化

3.5.2单片机软件二值化算法

3.6线阵CCD智能检测算法的研究

3.7基于线阵CCD的特征标志光电检测传感器原理框图

第4章基于线阵CCD的特征标志光电检测传感器的研制

4.1方案比较与选择

4.1.1方案一：用FPGA器件实现

4.1.2方案二：用C8051F023单片机实现

4.2基于线阵CCD的特征标志光电检测传感器的硬件设计

4.2.1 C8051F023的硬件资源介绍

4.2.2 MAX3000A的简介

4.2.3特征标志CCD信号的同步采集电路设计

4.2.4 RS-232标准输出电路设计

4.2.5功能设置键盘及显示电路设计

4.2.6总体电路原理图

4.3基于线阵CCD的特征标志光电检测传感器的软件设计

4.3.1主程序

4.3.2初始化子程序

4.3.3 CCD信号采集子程序

4.3.4二值化子程序

4.3.5键盘扫描子程序

4.3.6参数设定与功能选择程序

4.3.7特征标志检测子程序

4.3.8位置偏移量两路互补模拟量输出子程序

4.3.9与PC机通讯子程序

4.3.10 CPLD实现的数码管显示Verilog HDL程序

4.4 PC机与单片机通讯处理程序

第5章传感器样机的调试及性能测试

5.1传感器样机实物图

5.2极限参数测试

5.3参数设置及实测数据

5.4实测数据分析

5.5与PC机通讯实验

5.6实验结论

第6章工作总结与研究展望

6.1工作总结

6.2研究展望

独创性申明

致谢

参考文献

硕士期间所发表论文