本文主要研究了面向高分辨率面陣CCD的一種新型信號(hào)采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)可用于數(shù)碼相機(jī)以及對(duì)分辨率要求較高的圖像處理場(chǎng)合，其研究平臺(tái)為NIOSII SOPC嵌入式系統(tǒng)。 因?yàn)镹IOSII處理器是一個(gè)嵌入的軟核，有利于構(gòu)建自己的專(zhuān)用嵌入式系統(tǒng)，能以較低的成本開(kāi)發(fā)出高性?xún)r(jià)比的專(zhuān)用系統(tǒng)。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，以NIOSII軟核處理器為核心，外加單片機(jī)實(shí)現(xiàn)低速外設(shè)的配置及控制，使該采集控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，較高的靈活性。 本文的主要工作有： 對(duì)面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器、可編程芯片EP1C6、NIOS II處理器、SDRAM存儲(chǔ)器以及變焦鏡頭等相關(guān)資料進(jìn)行了整理和消化，設(shè)計(jì)了以116腳BGA封裝的LR38642為核心的采集控制PCB，該P(yáng)CB為4層電路板。并對(duì)所設(shè)計(jì)的各個(gè)功能模塊分別進(jìn)行了調(diào)試和測(cè)試。 研究了面陣CCD-RJ21P3AH0PT及其驅(qū)動(dòng)控制芯片LR38642在單片機(jī)+基于FPGA實(shí)現(xiàn)的NIOSII軟核處理器控制下實(shí)現(xiàn)圖像采集、保存、處理以及相關(guān)功能。其中重點(diǎn)以SOPC技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了SDRAM與IR3Y48A1之間以Avalon數(shù)據(jù)流模式的DMA傳輸控制，同時(shí)對(duì)采集后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到CF卡及在LCD上顯示也進(jìn)行了一定研究，并最終實(shí)現(xiàn)了采集后的圖像數(shù)據(jù)在LCD顯示屏上顯示。 在充分考慮面陣CCD-RJ21P3AH0PT傳感器的相關(guān)參數(shù)的前提下，設(shè)計(jì)了在CPLD+單片機(jī)的控制下的多路可控電源，保證了面陣CCD的上、掉電時(shí)序。 研究了CPLD+單片機(jī)實(shí)現(xiàn)F2.8鏡頭的手動(dòng)變焦、聚焦、快門(mén)及光圈的控制，探討了自動(dòng)鏡頭控制的相關(guān)技術(shù)。實(shí)際控制時(shí)，采用了兩種方法，一是手動(dòng)控制方式，一是基于PC機(jī)控制方式，其中手動(dòng)控制方式通過(guò)在CPLD中用VHDL編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制。PC機(jī)控制方式通過(guò)C++ Builder、Keil C以及VHDL編程實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)鏡頭的控制，采用兩種方法其主要目的是為了今后實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)鏡頭控制積累了一定的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。