CPLD驱动CIS图像传感器设计与实现

"基于CPLD的CIS图像传感器驱动电路设计" 本文主要探讨了如何利用CPLD（Complex Programmable Logic Device）技术设计一个针对接触式图像传感器（Contact Image Sensor，CIS）的驱动电路。CIS传感器因其结构紧凑、易于使用而广泛应用于传真机、扫描仪和金融设备中。在CIS驱动电路的设计中，CPLD扮演了关键角色，通过VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）硬件描述语言进行编程，实现了多种功能。 1. 系统架构 设计的驱动电路包括以下几个核心组成部分： - 传感器时序发生：CPLD负责生成CIS传感器所需的精确时序，确保传感器正确地按顺序读取像素信息。 - 高速A/D转换器控制：CPLD控制A/D转换器，将传感器输出的模拟信号转化为数字信号，这对于图像数据的高效处理至关重要。 - 数据存储：为了处理高速数据流，采用了乒乓存储（Ping-Pong Buffer）策略，CPLD管理两个缓冲区之间的切换，确保数据的连续存储而不中断采集。 - 微处理器接口：CPLD与微处理器（MPU）之间提供接口，使MPU能够有效地访问并处理存储的图像数据。 2. 硬件实现 - CPLD模块：采用EPM7128QC160型号的CPLD，它提供了足够的逻辑资源来实现复杂的驱动逻辑。 - CIS传感器接口：连接CIS传感器，处理传感器的串行输出电压信号。 - 差分放大电路：增强和调理传感器输出的弱信号，确保A/D转换的精度。 - A/D转换：使用如LM7131或TLC5540等高速A/D转换器，以适应CIS的高速数据输出。 3. VHDL编程 - 使用VHDL进行逻辑设计，编写程序来定义CPLD的行为，包括时序控制、数据传输和接口管理等逻辑功能。 - 时序仿真：通过VHDL程序的仿真，验证了设计的正确性，确保在实际应用中能正常工作。 4. 应用效果 - 在实际工程应用中，该驱动电路表现良好，能有效处理CIS传感器的高速数据流，实现图像的稳定采集和处理。 总结来说，基于CPLD的CIS图像传感器驱动电路设计是一个综合运用电子技术、VHDL编程和硬件集成的实例，展示了CPLD在高速图像处理系统中的优势。这样的设计不仅简化了系统的复杂性，还提高了系统的性能和可靠性，对于需要处理高速图像数据的应用场景具有很高的实用价值。