摘 要
作者的毕设涉及的器件包括线阵CCD，AVR单片机，CPLD
CCD，是英文(Charge Coupled Device) 即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，是一种新型的固体成像器件。它既具有光电转换的功能，又具有信号电荷的存储、转移和读出的功能。CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术。http://www.16sheji8.cn/
随着电子技术的迅猛发展，特别是近代电子技术的发展。 性能卓越的单片机它在计算机外部设备通讯设备自动化工业控制宇航设备仪器仪表和各种消费类产品中都有着广泛的应用前景。本文介绍了ATMEL 公司开发的AVR 高速嵌入式单片机的原理及应用。还简要介绍了CPLD/FPGA器件的特点和应用范围，并以CCD驱动电路的设计介绍了在MAX+plus II开发软件下，利用VHDL硬件描述语言输入方式来设计数字逻辑电路的过程，将CCD应用于集合量测量可以实现高精度，高效率，自动化，动态检测，非接触测量等要求，尤其用于工件外径尺寸的检测具有很强的优势。
关键词： CCD器件，,A/D转换器，CPLD
Abstract
The thesis design the drive-controller which is concerned with line CCD, AVR and CPLD design method in purpose of driving CCD.
CCD( Charge Coupled Device ) is a kind of special semiconductor device, which is a new kind of solid like device. After having light electricity conversion, the signal electric charge saved and transfer again with the function that had done. Applied technique in CCD is high and new technique that contain light, machine, give or get an electric shock to combine together with the computer. http://www.16sheji8.cn/http://www.16sheji8.cn/
Along with the rapidly development of electronic technology, the single-chip computer of outstanding performance have extensive application prospect in computer external equipment, communication equipment, automation industrial control, aerospace equipment, instrument meter and various kind of consumer products . This paper has introduced the principle and application of AVR high speed embedded single-chip computer which is explored by ATMEL company. ThisThe article sets out from the line form CCD, introduce CCD basic work principle, characteristic and applications systematically. Which are regular with line shape CCD of TCD1206 model, have introduced in detail the drive that offers CCD with AVR single flat machine and CPLD pulse. CCD is a extremely important part in camcorder, it plays the part of the role of changing light into telecommunications number , more similar than the eye of person. Therefore the good performance of that will directly affect camcorder badly. In a word, CCD application technology has very perfect prospect.
Keyword: Line CCD; AVR ; CPLD
摘 要 2
ABSTRACT 3
第一章 概 述 5
§1－1 CCD图像传感器发展 6
§1－2 CCD的特点及分类 6
第二章 CCD的工作原理 8
§2－1 CCD的基本特性 8
§2－2 CCD的电荷存储 11
§2－3 电荷的输入和输出 14
第三章 典型芯片 TCD1206 19
§3－1 驱动电路的设计 19
§3—2 用CPLD设计CCD驱动的应用 22
§3－3 CCD信号的处理方法 23
第四章 基于尺寸测量CCD处理电路的研究 25
§4－1 CCD二值化处理 25
§4－2 信号的A/D数据采集 27
§4－3 基于CPLD的数据采集的设计 29
§4－4 数据采集系统的硬件电路设计 30
第五章 基于线阵CCD的尺寸检测 33
§5－1 工件尺寸检测系统总体构成 33
§5－2工件尺寸检测实验及数据处理 33
第六章 结论与展望 36
致 谢 38
参考文献 39http://www.16sheji8.cn/
附 录： 40
附录一 AVR单片机提供CCD驱动脉冲编程 40
附录二 TCD1206的完整的驱动时序 42
附录三 TCD1206的外部连线图 43
附录四 用MAX+PLUS II仿真出的CCD驱动电路的波形 44
第一章 概 述
图像传感器是数码相机的“心脏”，也是最关键的技术，数码相机的发展道路可以说就是图像传感器的发展道路。图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前短短的几年，数码相机就由几十万象素，发展到800,900万象素甚至更高。其关键零部件——图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象.产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。本文将主要简介CCD极其用途。
§1－1 CCD图像传感器发展
CCD（Charged Coupled Device）于1969年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近30多年，从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500-800万象素。CCD和传统底片相比，CCD更接近于人眼对视觉的工作方式，每一个CCD组件由上百万个MOS电容所构成（光点的多少要看CCD 的像素而定）。
CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。CCD的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及最底下的电子线路矩阵所组成。目前的CCD组件，每一个像素的面积和开发初期比较起来，己缩小到1/10以下。今后在应用产品趋向小型化，高像素的要求下，单位面积将会更加的缩小。http://www.16sheji8.cn/
目前市面上的绝大多数消费型机种及高端数码相机都使用CCD作为图像传感器，而CMOS传感器以往都是作为低端产品应用于摄像头和简易电脑相机上，是否采用CCD传感器一度成为人们判断数码相机档次的标准之一。目前有能力生产 CCD的公司分别为：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和Sharp。
§1－2 CCD的特点及分类
是数字相机的灵魂。CCD的面积越大，解析度就越高。CCD的制作技术对数字相机发展有极大的影响。由于制作CCD需要很高的技术，所以到现在为止，CCD仍CCD然是数字相机发展的最大阻碍。
CCD的优点：1高解析度（High Resolution）;2低噪声(Low Noise)高敏感度;3动态范围广(High Dynamic Range);4良好的线性特性曲线(Linearity);5大面积感光(Large field of view)光谱响应广(Broad Spectral Response);6低影像失真(Low Image Distortion)；7体积小，重量轻；8低耗电力，不受强电磁场影响；9电荷传输功率佳；10可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。http://www.16sheji8.cn/
CCD有两种基本类型： （1）电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输，这类器件称为表面沟道CCD，简称SCCD。（2）体沟道CCD——电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并可在半导体体内沿一定方向传输，有时也称为埋沟道器件。CCD又可分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄录影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。
