原创 CCD驱动时序

CCD驱动时序

       上周开始接连拿到两个项目任务，还好都是写CCD的驱动，一个星期时间终于把两份文档读完，明天开始着手写VHDL，趁着晚上，总结一下。

       CCD驱动程序分为3个部分，控制CCD芯片的时序，相关双采样CDS的控制，以及A/D模数转换芯片的的时序及增益控制.。这三个部分都集成在驱动电路板上。

       CCD部分包括CCD电荷转移，电子快门与电子增益。

       CCD焦平面先进行光积分，将捕获的光子转变为电子，在给定的脉冲控制下，转移到垂直转移寄存器中，随后将垂直转移寄存器中电荷一行一行的转移到水平转移寄存器中，在时钟控制下将水平寄存器中的一行电荷逐个读出。如此循环。

      上图中窗口就是二极管，电子会转移到紧挨着它的垂直寄存器（vertical CCD），video通道是水平转移寄存器，图中是双向读出电荷，可提高帧频。Dark的行和列是基准黑电平（考虑到暗电流的影响，将测得的像素值减去黑电平，就是实际值）。

      所以CCD的时序就是：

     1 将整个平面的电荷转移到垂直寄存器中；

     2 将一行电荷转移到video读出通道，逐个读出；

     3 将步骤2重复n次，直到一帧图像信号全部读出。

      电子快门的作用是控制光积分时间，时间短，可以快速抓拍，时间长，可以把公路上的汽车拍出流水一般的效果。CCD在读出一帧的同时，也在给下一帧图像做光积分。如果不给任何信号，积分时间就是一帧的开始到结束，如果在一帧图像中间某一时刻给CCD的衬底加一个脉冲，就可以就CCD积累的电荷清零，下一帧图像的有效地积分时间就从这个脉冲结束到当前一帧图像输出完毕，因而控制清零脉冲的到达时间就可以控制光积分时间。

     电子增益通过控制A/D芯片内部的逻辑得以实现，有3根控制线，相当于SPI接口，一根时钟线，一根使能线，一根数据线。

     快门和增益都是外部按键控制，具体的处理是一个师兄在做，我负责接收他传输给我的参数，然后再控制CCD和A/D芯片。