工业线阵摄像机的开发历程

yuyue_dl

工业线阵摄像机的开发历程 [复制链接]

翻箱倒柜的把原来做摄像机的第一次试验用的板子给找出来了
什么也不说，先上图大家过个目。

 

这是时序生成和AD、cameralink接口在一起的板子，驱动板没跟这个做在一块上。

这块板带给了我无尽的痛苦。

首先当初为了调试方便，时序生成用了一块CPLD，接口部分也用了一块CPLD。当时还用的是7000AE系列的，外频跑40MHZ，那电源真叫一个热呀。

哦，忘了介绍电源了，当初我只用了一片317和一片7805，可怜他们了，挂了不知道多少片。

当初还把CPLD的引脚留出了好多针的插针，一是想着方便测试，另外想着以后当个开发板啥的。其实一点没用上啊。

这是时序生成的CPLD：
 

这是接口驱动的CPLD，边上的是国半的LVDS接口转换芯片。
 

这两个CPLD实在是耗电大户啊，伤不起。

后期把这两个家伙整合到了一起，用了一片MAXII搞定，电源微温，能耗降低了十倍，都想叫成“绿色工业相机”了。

下面说接口:

首先介绍驱动板接口，他倒是任劳任怨，没给我惹麻烦，不过驱动板是伤了不少的脑筋的。
 

然后就是这个Camera Link了，相信做个这行的人看了之后都会会心的一笑，这个接口太天真了。
没法子当初外行呀。
 

记得当时还做排线，然后流出20cm排线，另一边含接头，采集卡啥也读不出来，好顿调试，后来才想到线不行。
几块钱是解决不了camera link的

最后的方案是70块钱一个的连接器，加上1000块钱一米的高速电缆，整个不知道成本高了多少倍了，烧钱呀。

再说一说AD

当时是采用了ADI的AD9843A，用的全是样片，大概前前后后用好几个人的名字申请了20片左右。
所以，实验板上的AD9843A是空着的，原因就是被吹下来，焊道别的样机上去啦。
 

 

最后在整体缅怀一下，外行时期做的超级大相机（跟一本书差不多大了）
 

后来根据实验电路板的一些问题，改进了一版工业线阵摄像机的草样机。
照片是当时记录的，大家看一下：

1、从侧前方的角度看
 

2、从侧后方的角度看
 

chenzhufly

不错！

yuyue_dl

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预留空间，整理中，敬请期待：

1：CCD驱动板原理图
 
CCD驱动板原理图： CCD.pdf (523.32 KB, 下载次数: 24)

CCD驱动板设计说明

CCD驱动板PCB版图示意

 

 

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2：时序生成板原理图
 

时序生成板原理图： timer.pdf (765.35 KB, 下载次数: 12)

2012-4-24 14:18:36 上传

下载次数: 12

时序生成板设计说明

时序生成板PCB版图示意

 

 

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3：AD和控制板原理图


AD和控制板原理图： AD.pdf (730.53 KB, 下载次数: 12)

2012-4-24 14:18:26 上传

下载次数: 12

AD和控制板设计说明
      

          用于MSP430F148/149 MCU，可对EEPROM、AD9843A、EPM1270等外围器件进行有效的控制，并提供了一个可靠的基于Basler接口协议的RS-232通讯接口。

     实现了控制（R、G、B）三路A/D转换器的工作状态和上电初始化设置，调整各路的增益；控制可编程逻辑器件（CPLD）的工作模式，控制摄像机的工作速度和摄像机数字接口的传输模式的功能，掉电保护功能，使摄像机的通讯功能和智能化管理、参数设置和状态转换变得更加方便灵活，摄像机的升级和扩展变得非常简单。

AD和控制板PCB版图示意
 

 

电源板原理图：
 
电源板原理图： power.pdf (122.5 KB, 下载次数: 13)
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4：整机设计过程和相关说明

     （1）、各文件所使用的软件工具及版本要求, 生产和调试过程中所使用的软硬件工具

本设计中采用MSP430作为控制MCU，使用IAR公司的MSP430C语言开发工具EW430 V3.4作为单片机开发的平台，并使用MSP430 C语言作为开发工具。编程使用自制的MSP430 13X、14X编程器进行。

对于CPLD的开发，采用的是ALTERA公司的QuartusII 4.2作为开发环境，使用VHDL语言和原理图电路描述相结合的方式，对MAXII EPM1270器件进行开发，编程使用自制的ALTERA BetyBlaster MV下载电缆进行。

此外对于摄像机的调试使用调试程序和专用程序相结合的方式。对摄像机的串口利用“串口调试助手 V2.0”进行初调，使用Basler公司的Camera Configration Tool＋软件进行后期调试和使用调整。

摄像机图像的查看和捕捉，则采用Matrox公司的采集卡及附带软件。

     （2）、软件设计和控制接口协议实现。

工业摄像机项目中涉及到的软件主要是主控制器MSP430单片机的嵌入式程序，主要的功能包括：控制（R、G、B）三路A/D转换器的工作状态和上电初始化设置，调整各路的增益；控制可编程逻辑器件（CPLD）的工作模式，控制摄像机的工作速度和摄像机数字接口的传输模式的功能，掉电保护功能等等。这就使得单片机的程序相对要复杂一些，基于以往的开发经验，采用了MSP430 C语言作为开发工具，以降低程序的编写难度和开发、调试周期。

开原程序共享：

这里共享出最初版本CPLD（MAXII）的VHDL硬件描述语言程序，相关的设计说明后补吧。

这个版本里面包含线阵CCD的时序生成和驱动、AD9843A的数据采集驱动（含相关双采样）和Camera Link的时序驱动三个部分。

       drive_ccd.zip (252.24 KB, 下载次数: 6)

这里共享一些相关的微控制器控制函数和程序：

       AD9843的初始化.txt (2.28 KB, 下载次数: 6)

       I2C操作.txt (1.93 KB, 下载次数: 4)

       帧结构分析.txt (765 Bytes, 下载次数: 4)

       指令数据处理.txt (3.45 KB, 下载次数: 4)

       MCU程序.zip (34.32 KB, 下载次数: 6)

具体的开发文档和设计说明，请参见：

设计文档贴：  http://www.9mcu.com/9mcubbs/forum.php?mod=viewthread&tid=1269&extra=

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性能测试---测试文档：
 
工业摄象机性能测试记录.pdf (66.68 KB, 下载次数: 7)

2012-4-23 22:24:01 上传

下载次数: 7

功能测试---测试文档：
 
工业摄象机功能测试记录.pdf (58.12 KB, 下载次数: 8)

2012-4-23 22:42:34 上传

下载次数: 8

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工业摄像机结构设计说明：

    工业摄像机的机械结构要求比较高，作为一台光学图像采集设备，它的机壳不可以透光，且要求镜头安装上以后不能有倾斜，否则都会对成像造成影响。

    产品样机的结构采用多板组合式设计，以降低成本，最大限度地方便调试。F卡口设计采取外购的方式，以降低外协加工的难度和成本。

    系统工作环境比较恶劣，要求摄像机具有极强的高温适应性和防尘特性。

机械结构设计图纸：



 

 

 

yuyue_dl

Camera link的钱不能省，线得用好的

另，我有成品的机器开发经历，可以常沟通沟通。

zhoujt

bucuo wo xihuan

青叶漂零

我怎么看不到照片，难道它会隐形？

ybbrdfxk0922

9mcu网上不去。。。。

yuyue_dl

现在能上去了

[ 本帖最后由 yuyue_dl 于 2012-5-21 23:35 编辑 ]

linearfly

不错，学习了

shanghuo

看起来还是下了一些功夫的啊

鑫海宝贝

哇，很给力的设计呀

upc_arm

真不错！顶一个！

zw357234798

前几天用FPGA驱动了一个camera_sensor(mt9d111)。用了些杜邦线连线。显示出来躁点那个叫多啊。