01 TL1401模块

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一、前言

  这是一个 TL1401线性CCD，  具有 128个单线像素。  下面初步测试一下这个传感器的特性。

二、测试电路

  设计一个基于STM32F103单片机的测试电路板。  使用一个六芯扁平电路连接CCD，   产生对应的控制信号， 同时对CCD 输出的模拟信号进行采集。  制作单面PCB，  一分钟之后得到电路板，  焊接电路板， 准备后面的测试。

AD\Test\2024\September\DMAPingPong.SchDoc

▲ 图1.2.1 测试电路原理图

▲ 图1.2.2 测试PCB

三、软件调试

  使用 CubeMX 产生程序框架。 设置 TIM1 输出 100kHz 的PWM 信号，  作为 CCD 的时钟信号。  测试这个CLK信号。  可以看到它为100kHz，占空比为 50% 的 方波时钟信号。

  下面每隔25ms 发送一个 SI 信号， 也就是 CCD 的启动信号。  同时测量 CCD 的模拟输出信号以及 SI 信号。  上面是 SI 信号， 下面是 CCD 输出信号。 时钟频率为 100kHz， 所以 128个数据信号输出对应 1.28ms。  用手遮挡 CCD镜头， 可以看到输出信号的幅度随之改变。 这说明输出信号的确是对外部光线的反应。

  将 CCD 的 模拟输出接入 单片机的 ADC。   在CCD前面放置一个白色背景 ，  CCD输出为均匀的高电平。  在前面放置一个黑色的塑料管， 可以看到CCD输出低电平位置反应了 塑料管的位置。

四、采集数据

  设置 单片机 ADC 的采集时间为 28.5个时钟 周期， 此时可以看到线性CCD输出信号中包括有前面的黑色塑料管。  读取 内部采集到的ADC 数据， 可以看到除了第一个 数据之外， 其他的128 个数据反应了前面光线的强度。

▲ 图1.4.1 ADC 采集后的数据

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# TEST1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2024-09-06
#
# Note:
#============================================================
from headm import *
from tsmodule.tsstm32       import *
stm32cmd("CLEAR")
stm32cmd("ccd")
time.sleep(.5)
stm32cmd("COPY")
strall = clipboard.paste().split('\r\n')
printf(strall)
data = [int(s) for s in strall[1].split(' ') if len(s) > 0]
plt.plot(data, lw=3)
plt.xlabel("N")
plt.ylabel("Value")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : TEST1.PY
#============================================================

 

※ 总  结 ※

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  本文对于 TL1401模块进行了初步测试，  通过单片机的PWM信号提供单片机时钟信号。  利用ADC采集 CCD的输出信号，  可以获得 128个采集数据， 反应了镜头前的图像光线强度变化。

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● 相关图表链接:

• 图1.2.1 测试电路原理图
• 图1.2.2 测试PCB
• 图1.4.1 ADC 采集后的数据