基于ARM的線陣CCD可調積分時間設計

高璐 王俊達 馮彥睿

摘要：為滿足CCD不同積分時間的需求，利用STM32單片機定時器的PWM模式產生CCD驅動信號，同時利用上位機控制產生SH信號的定時器，實現積分時間的實時調節。

關鍵詞：CCD；定時器；PWM；積分時間

中圖分類號：TH841 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）07-0189-01

光譜分析廣泛使用冶金、檢測等行業，用于測量被測樣品元素種類以及含量。為生產提供了很大便利，線陣CCD-TCD1304DG傳感器是目前光譜分析常用感光器之一，需要三路驅動信號CCD工作，目前積分時間設定為一個固定值，但是不同測量元素需要積分時間不同，為了滿足不同積分時間的要求，通過STM32單片機采用控制SH頻率實現對積分時間控。

1 驅動信號設計

CCD工作要求三路驅動信號M、SH、ICG，STM32F407開發板作為主控芯片，主頻為168MHz，內部集成有14個定時器，分別設置定時器3、4、13為PWM模式，設定不同頻率和占空比，輸出三路信號驅動CCD。其中SH的頻率設定為上位機控制輸入，TIM3_PWM_ Init（x*20-1，41）函數設置頻率，TIM_SetCompare1（TIM3，x*20-10）函數設置占空比，通過上位機輸入的X值輸出不同頻率的SH信號。積分時間其實就是標志采集周期結束的SH下降沿到倒數第一個SH下降沿，可調積分時間就是改變兩個下降沿的時間。

當ICG信號為低電平時，積分清除門處于開啟狀態（相當于光敏區與模擬移位寄存器導通）；如果這段時間內，SH的下降沿被檢測到，光敏區采集到的光信號電荷包就被轉移到移位寄存器中，并在ICG信號回到高電平時移位輸出。SH、ICG信號如圖1所示，通過不同頻率SH信號，得到不同的積分時間Tint。

SH最大周期即ICG周期，此時SH信號頻率和ICG信號頻率相同，兩個下降沿的時間為10Ms，是最大積分時間；……