用EPROM设计CCD像机外围驱动电路的方法

EPR．~M J -C 僻 ／ 宅蛤 第 期 光 学 机 械 总第l28期 用 EPROM 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 CCD像机外 围驱动 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 郭 永 飞 摘要 介绍利用能擦除的可编程只读存贮器 (EPROM)，采取时序编码技术 来 实 现面阵 电荷耦合器件 (CCD)和外围定时信号的驱动。此设计方法使驱动电 路 非 常 简 单，并具有一定的通用性。 一 ， 引 言 电荷耦合器件 (CCD)是美国贝尔实验室在七十年代前后发明的一种新型半导体器件。 自从它问世以来，就显示出它的生命力。它具有一系列别的电子成像器件所没有的特点。例 如：集成度高，几何尺寸严格，光敏单元间距小，工作电压低，功耗小，抗电磁 干 扰 能 力 强，噪声低，灵敏度高，寿命长和电荷 自扫描等优点。因此，CCD 器件获得空前未有 的 发 展。已广泛用于传真，文件复印，非接触尺寸与面形检测，光学自动调焦，人工智能视觉， 计量测试，自动化过程，光电子及光电图像处理等领域。 CCD是紧密排列在半导体表面的金属电极形成的MOS电容器， 它可以用来存贮和转移 电荷，这些电荷都在一个个势井中，电荷可以用光学方法注入。在阵列电极上施加相应的脉 冲电压，电荷将随着势井的变化而转移。所以为了使 CCD工 作，需要给它施加一定的逻辑 定时信号，这就是CCD的驱动。除了CCD的驱动外， 由CCD构成摄像系统还需要一些外围 定时信号，如行与场的同步，消隐信号。 CCD器件分为线阵、面阵 CCD两种。前者的驱动信号多为二相，后者的驱动信号多达 四相至六相，如果再包括形成垒电视信号所需要的行场同步和消隐信号，这就使由面阵 CCD 构成摄像系统的逻辑定时信号非常多。通常用分频方法设计的驱动电路比较复杂，而且费用 较大，装配调试电路的工作量也很大，一旦设计完成就无法改变驱动方式和工作制式。 采用能擦除的可编程只读存贮器 (EPROM)， 外加少量的辅助逻辑电路，采取时序编 码技术来产生面~．CCD摄像系统的所有逻辑定时信号。 可在一定程度上简化驱动电路的设 计和制造上的麻烦。 二、原 理 由EPROM构成的面阵CCD摄像系统驱动电路时， 每路逻辑信号按着时问顺序和电平 关系依次为一 串“1”或“0”，这些“l”或“0”存贮在 EPROM 中，辅助逻辑电路在时钟源信号 的驱动下产生EPROM的地址扫描。在EPROM 的数据线上输出时序信号，总共可提供八 路逻辑信号。在完成一个周期的扫描之后，复位信号使地址扫描重新开始。下面1；~HE97211 年 @ 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 76 一 型面阵CCD为例给予具体说明。图 1为HE97211型面阵CCD的结构示意图。从图中可 以看 出HE97211型 CCD的象元转移方法是：垂直移位寄存器在一组三相时钟作用下，分别打开 每一行象元。水平移位寄存器在另外一组三相时钟作用下，将已打开的一行象 元 中 的 每个 象元 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 依次转移到信号辕出端上。因此，这种面阵CCD需要六种逻辑定时信号。为使CCD 的模拟信号能以全电视信号方式传送，还需要与 CCD 定时信号相配台的行、场同步及消隐 定时信号。HE97211型面 阵 CaD的 定 时 信 号 为 ： 、 ， ，：．其 中 、 ⋯为水平和垂直启动脉冲， m ：为水平转移脉 冲， 一 ，：为 垂 直 转 移 脉 冲。电视行、场同 步 及 消 隐 定 时 信 号 为 ： 、 ⋯、 Ⅲ、 ．其 中 、 ⋯为 行、场同步脉冲， m， 一为 行 、场 消隐脉冲。具体用途可参照有关资料。有关 定 时 信 号的波形见图2所示。从图中看出， ，和 ． 是 6MHz频率且相差180。的脉冲信号，可以由 12MHz的时钟源经一级分频来同时获得。地址扫描计数器在时钟源的驱动下产生EPROM 的地址信号，并读出EPROM存贮单元的内容。EPROM各个存贮单元的七位数字分别对 应这 些 定 时 信 号 ， 如Do位与 m，D 位与 Ⅲ，D 位与 ⋯，D。位与 ，鼬 仉 位与 和 -．一， D 位与 一， 位与 m一一对应。EPROM 数 据 线 上 的 数 字经锁存器和电 平 驱 动器后，为HE9721l型CCD和全电视的行场同步及消隐提供逻辑定时驱动信号。 图 1 HE97211CCD的内部结构示意图 三、编 码 分析图 2的 ， 、 ·i-、 -．一、 、 m、 ．． 和 ，¨ 信 号 波 形 特 点 ， 就 可 以 确定应写入EPROM 各个存贮单元的数据。为了简化硬件设计，编码数字采用 负逻 辑形 式，即信号的高电平为数字“0”，低电平为数字 “1 。由于 ．。 和 ． 信号的周期比较长， 因此下面只分析在电视的场有效期即 ．。 和 ．s-为 “1”时， 一 个行周期中各个驱动信号的 波形。 m、 、 l、 嘞和 m在 、B、 、D，E、 、 和 日 时 刻 分 别 发 生 变 化， 其中 Ⅲ的有效 时 间!占1O 、 和 占4 ， ．t和 ．z占2 ， m 占1T。 这 里 的 表 示 数字变化的最小时间。按照预先确定的EPROM数字位和定时信号 ～ 的 对 应 关系 可以得到11个数字，它们分别是(十六进制表示)：7曰 7B 5E 4E 4曰5E 7E 76 76 7E 6 在 一 行周期的其余时间内， 1¨～ m 都 是 数 字 “1”， EPROM 的存贮数字是 (十六进制 表示)；7 ，共占37存贮单元。这样完成一行周期所需要的存贮单元数为48个。 HE97211型 维普资讯 http://www.cqvip.com CCD 一场包含244个行 周期，将上面的48个数字重复写入 EPROM的48×244个连续存贮单 元里，就形成了场有效期的时序编码。在场同步和消隐期间，EPROM存贮的数字分别为 (十 六进制表示)：7B和79，共 占用 3372个单元。至此，一个完整的CCD及垒电视同步消隐定时 信号的驱动周期需要总数为 15084个存贮单元。使用一个16KB 的 EPROM (27128)就 可 以满足需要。 ' ~ ’ ' ——] l_F-- 广——— #} — -- ——1 LF-- 厂一 图 2 定时脉冲波形 图 图 3 l1．1~ 发生及驱动电路图 维普资讯 http://www.cqvip.com 四、其 他 分析图 2中 定时信号 的 波形，它的有效脉冲宽度小于数字变化的最小时问 fa为了 满足 定 时需要，利用EPROM中口e位 信号 的 前 沿来 ：一个 稳延时电路。当 地址扫描计数器在数字转换时，可能产生 EPROM 的读出地址的不确定。为此在EPROM 的数据输出线上设置了数据锁存器，它 不仅能克服因地址不确定而引起的定时信号混乱，而 且能改善定时信号的波形。为了尽可能缩短时间 t， 地址驱动与数据锁存在同一时钟周期内 完成。摄像CCD及外围定时信号的EPROM驱动电路的框图和具体电路图见图 3所示。 五、结 语 摄像CCD及外围定时信号的 EPROM 驱动设计方法，克服了分立元件构成驱动电路的 许多问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。这种设计方法最大的优点是通过改变 EPROM 中的时序编码可方便地选择CCD 及工作方式。经过进一步的完善，这些选择可由微计算机或其他设备来 自动进行。它不仅结 构简单，调整方便，并具有一定的通用性。 Camer a CCD Driver by EPROM Guo Yongfei This paper describes a method that uses the enable program read only m em ory (EPROM )and the time—series encode technology to realize a drive of the charge coupled devices (CCD) and the external clock．The m ethod is very simply and genera1 ． 维普资讯 http://www.cqvip.com