高速线阵CCD式数字工业摄像机设计

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高速线阵CCD式数字工业摄像机设计 [复制链接]

以前的一个实际产品设计

设计说明文件： 高速CCD数字接口摄像机设计.ppt (2.79 MB, 下载次数: 179)

产品说明手册： 摄像机产品.doc (664 KB, 下载次数: 67)

设计文档抓图：
 

 

 

 

 


正式的产品照片如下：

 

 

 

 

 

 

 

现在开始组装：

电路板整装完毕：

正面看看天价CCD的状态，很安逸哈！

费了不少的力气搞到的F卡口，底下是自己设计的铝制F卡口座。

尼康的标准镜头：

让人觉得特别心疼的外部连线，1.2m，当时的价格是1500元

产品组装以后的的外观：

下面，透露一些测试时拍的图片，以趣味性的为主。原图都是4-5MB的BMP，转换了一下JPG，效果不太理想。

摇晃着，***出了边上的同事，采用的是彩色模式。

摇晃着，拍出了后边窗外的景色，采用的是黑白模式。
 

拍摄静止的物体，得到的是连续稳定的光栅。
 

摄像机不动，通过补光，拍摄1.2米外的滚动的棉花表面。（直流驱动荧光灯）
 

摄像机不动，用手拿着东西在前边晃动，抓拍（自然光线）
 

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新进找到的一组测试图片：

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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
2012-4-24 14:14:29 上传
下载附件 (62.21 KB)

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/foru ... ead&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：

2012-4-17 07:53:11 上传
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