基于AT89S51单片机的SPI与线阵CCD接口设计

基于AT89S51单片机的SPI与线阵CCD接口设计

一）引言

本文简要介绍了线阵CCD和SPI的工作原理，以TCD1208AP和单片机内嵌SPI为应用对象，设计了SPI与线阵CCD的接口。具体内容包括：CCD驱动电路，CCD输出信号处理电路和数据接收方法。实验表明接口简单、可靠，具有较大的实用价值。

二） CCD工作原理

三）SPI工作原理

四）接口设计

4. 1接口组成

接口主要由CCD驱动脉冲发生电路、CCD输出信号处理电路和数据高速采集等部分组成，如图3所示。

4.2CCD驱动脉冲发生电路

为了保证线阵CCD稳定可靠的工作，必须给出符合CCD正常工作所要求的驱动脉冲和控制电路。只有驱动脉冲与CCD时序正确配合，才能准确实现CCD的光电转换和数据输出功能。图4是采用AT89S8253、74LS122和74LS74设计的CCD驱动脉冲电路。

在图4 中，利用AT89S8253 的内部定时器T3的方波发生器功能从P1. 0脚输出频率为1MHz方波信号，作为基准时钟脉冲;通过74LS122进行占空比调整，形成RS信号; RS信号经过74LS74进行2分频产生0. 5MHz的方波信号，作为Φ1 和Φ2;将RS信号送回单片机计数器T0进行计数，当计数满2212时由P1. 1口输出一清零信号至74LS74清零端，产生Φ1和Φ2所需的宽电平;在产生清零信号的同时从P1. 2口产生一宽度为1000ns的信号作为SH信号; SH信号和Φ1 宽电平之间的相位关系可通过软件进行调整。

4. 3CCD输出信号处理电路

4. 4基于SPI的数据采集

五）结束语

参考文献：

［ 1 ］ 王幸之，钟爱琴，王雷，等。 AT89系列单片机原理与接口技术［M］。北京：北京航空航天大学出版社， 2004.

［ 2 ］ 杨景常。 高速数据采集系统中数据存储电路的方案确定［J］。 测控技术， 2001， 20 （12） ： 42 - 45.

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