基于Nios II的CCD采集系統(tǒng)的設(shè)計
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內(nèi)部寄存器描述如表1所列。由于本系統(tǒng)中AD9844A工作于CCD模式，內(nèi)部操作寄存器、VGA增益寄存器、箝位電壓寄存器及采樣增益寄存器的設(shè)置均為默認(rèn)值。本設(shè)計所要做的是配置控制寄存器，選擇同步時鐘的極性，實現(xiàn)與時鐘發(fā)生器的時鐘同步，即采樣時鐘SHP／SHD為高電平觸發(fā)采樣周期，箝位時鐘CLP為低電平有效，數(shù)據(jù)輸出時鐘DATACLK為下降沿觸發(fā)。芯片內(nèi)部寄存器的工作方式通過一個3線串口編程得到。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/185434.htm
1．2．4 SDRAM模塊
Avalon總線接口的SDRAM控制器結(jié)構(gòu)框圖如圖8所示。與FPGA片內(nèi)的SDRAM控制器IP核與外部的SDRAM存儲器芯片之間的硬件接口，這些接口包括了SDRAM芯片的時鐘接口(clk)、時鐘屏蔽接口(cke)、地址總線(addr)、塊選信號(ba)、片選信號(cs)、行選信號(ras)、列選信號(can)、寫選通信號(we)、數(shù)據(jù)字節(jié)屏蔽信號(dqm)、數(shù)據(jù)總線(dq)。需要注意的是，PLL輸出連接到SDRAM芯片和SDRAM控制器IP核模塊工作的兩個時鐘是同頻不同相的。
1．2．5 LCD顯示模塊
本設(shè)計采用的是一款3．5寸320×240的LQ035NC111 TFT液晶屏，此款LCD接口信號歸為5類：
①數(shù)字信號接口，如RESET、SPENA、SPCLK、SPDAT、Rx、Gx、Bx、HSYNC、VSYNC、DCLK和DE。此類接口主要是傳輸顯示數(shù)據(jù)給LCD面板。
②液晶的模式設(shè)置專用輸入接口，包括IF0、IF1、IF2等信號，它們的主要功能就是設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸模式，本設(shè)計采用RGB數(shù)據(jù)傳輸。
③觸摸屏信號接口，是模擬信號，如Y1、X1、Y2、X2。
④電源接口。
⑤背光電源，即VBL+和VBL-。
圖9中各個模塊設(shè)計好后，打開SOPC，添加Nios II處理器、片內(nèi)存儲器、系統(tǒng)ID和LCD顯示組件，分配好地址和中斷優(yōu)先級后，然后生成系統(tǒng)。把生成的系統(tǒng)和上面各模塊例化到頂層模塊中，分配好引腳，做好時序約束，編譯整個工程，完成硬件部分的設(shè)計。其中頂層模塊包括：
◆sys_ctrl模塊：系統(tǒng)復(fù)位信號和PLL控制模塊。
◆tcd1501d模塊：CCD系統(tǒng)模塊。
◆ad9844a模塊：A／D控制模塊。
◆sdram模塊：SDRAM封裝控制模塊。
◆sdfifo模塊：讀／寫SDRAM數(shù)據(jù)緩存FIFO模塊。
◆LCD模塊：LCD顯示模塊。
2 系統(tǒng)軟件程序
軟件程序主要是數(shù)據(jù)處理和LCD的顯示。數(shù)據(jù)過來后先清屏LCD，接下來就是坐標(biāo)的一些定位與溢出處理，以滿足從左到右、從上到下的顯示順序。
(1)LGD寫數(shù)據(jù)函數(shù)
void lcd_wrdb(alt_u16 xaddr，alt_u16 yaddr，alt_u16 cor)；
其中xaddr、yaddr、cor分別為X坐標(biāo)地址、Y坐標(biāo)地址和顯示的色彩。
(2)顯示函數(shù)
void print_db(alt_u16 row，alt_u16 col，alt_u8 *ptr，alt_u16 cor_b0，alt_u16 cor_q0)；
該函數(shù)功能為在指定的位置顯示數(shù)據(jù)。
部分主函數(shù)程序如下：
結(jié)語
本文在Nios II處理器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了CCD采集系統(tǒng)的設(shè)計，經(jīng)測試，該方法能較好地采集光電信號，并把圖像實時地顯示到LCD上，達(dá)到了本設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。該方案穩(wěn)定可行，程序操作性強，在圖像采集和處理上具有一定的參考價值。
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