单透镜成像系统的设计.docx

摘要:该系统以低成本、小型化、高效、功耗低的使用体验出发，在单透镜成像规律的基础上，选取MICRO公司的MT9M001黑白图像传感器作为整个系统的图像采集芯片，利用单凸透镜制作合适的光学镜头，将所成物像投射到图像传感器的感光面由图像传感器间接采集，把USB2.0芯片CY7C68013作为整个系统的控制中心，控制图像传感器的正常工作并传输图像数据，利用USB电源接口作为一级电源，再设计相应的电源转换模块为整个系统的相应元器件供电，最后在PC终端搭建了一个图像显示界面，从而设计了一个使用USB2.0接口技术的单透镜成像的图像采集、传输与显示系统，得到了高质量的图像。

关键词 单透镜成像；MT9M001；CY7C68013；图像显示

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题的背景和意义-1

1.2 相关领域的国内外发展现状和趋势-1

1.3 设计任务分析-2

2 总体方案设计-3

2.1 系统功能介绍-3

2.2 总体框架结构和原理-3

3 单透镜成像-5

3.1 光学透镜分类-5

3.2 实像与虚像的区别-5

3.3 凸透镜成像规律-6

3.4 单透镜的像差-6

3.5 光学镜头设计-7

4 系统硬件设计-8

4.1 硬件设计的整体思想-8

4.2 CMOS图像传感MT9M001C12STM-9

4.2.1 MT9M001C12STM图像传感器主要引脚的功能描述-9

4.2.2 MT9M001C12STM图像传感器主要性能参数-10

4.3 EZ-USB FX2系列芯片CY7C68013-10

4.3.1 CY7C68013主控制芯片图-10

4.3.2 CY7C68013主要特点-11

4.4 ATMEL公司的24C64-12

4.5 硬件实现方案-13

4.5.1 图像传感器的电路设计-13

4.5.2 USB芯片的电路设计-13

4.5.3 系统启动方式电路-14

4.5.4 电源模块电路-15

4.6 PCB板的制作与硬件实物图-15

5 系统软件设计-17

5.1 固件程序的设计-17

5.1.1 开发环境-17

5.1.2 固件的框架-17

5.1.3 FIFO接口的固件-19

5.1.4 固件程序的加载-19

5.2 图像显示系统的设计-20

6 验证与分析-21

6.1 单透镜成像系统平台搭建-21

6.2 本系统采集的图像实物图-21

6.3 本系统试验结果分析-22

结论-23

致谢-24

参考文献-25

附录-26