基于FPGA的线阵CCD检测系统的设计与实现

　　应用领域：工业控制、科研、医疗

　　设计摘要：

　　光电分选技术在生产中应用越来越广泛，而采用CCD技术的光电分选机有着诸如分选精度高、系统简单、可靠性高的特点。在分选系统中，最重要的是检控系统。检测控制系统的核心处理器采用的是XC3S200TQ144的FPGA，光电传感器采用RL1024P线阵CCD，检测控制系统的主要任务是：CCD传感器的工作驱动，CCD信号的调理和采样，CCD数字信号的处理，可控延时，脉冲定时（多路控制检测分选信号），和主控制器（上位机）的通信等。检测控制系统完成物料中的次品分类检出并剔除，系统必须满足实时检测的要求。前期实验表明，正确检测率可达98%，目前正在进行整个系统联机调试工作。本次送检的参赛作品是光电检测控制系统主机和外围动作模拟设备。

　　系统原理和技术特点：

　　该检测系统主要由线阵CCD传感器、电平转换电路、A/D转换、FPGA等几部分组成。系统的功能框图如图1所示。系统的工作原理描述：CCD传感器光敏单元根据被测对象在光源的照射下呈现不同的灰度值将不同的光信号转换成电信号，并在FPGA驱动控制时序下输出，CCD输出信号通过专用
视频处理器进行A/D转换，转换的数字量再经过数字滤波、动态二值化、延时和脉冲定时等各种处理后，输出识别的检测信号；系统以高速通信的方式和分选系统的控制器连接。FPGA程序其他功能包括诸如CCD象元初始位置的校准、单帧CCD数字图像信号的存储的功能、像素分组等。

　　技术特点：

　　（1）采用CCD技术。极大的提高了选择分辨率，提高了分选精度，没有FPGA技术的使用，这些是实现不了的。

　　（2）采用XC3S200 FPGA芯片，极充分的利用了它的各种资源，使系统组成简化，低成本，可靠性高。

　　本文在Xilinx杯全国高校开放源码硬件创新大赛中获得三等奖。