CCD" title="CCD">CCD(ChargeCoupledDevices)電荷耦合器件是20世紀70年代初發(fā)展起來的新型半導體集成光電器件。由于CCD器件具有諸多優(yōu)點：靈敏度高、光譜響應寬、動態(tài)范圍大、空間自掃描等，使得近30年來，CCD器件及其應用技術的研究取得了驚人的進展，特別是在圖像傳感和非接觸測量領域的發(fā)展更為迅速。目前，CCD應用技術已成為集光學、電子學、精密機械及微計算機為一體的綜合性技術，在現(xiàn)代光子學、光電檢測技術和現(xiàn)代測量技術中成果累累。隨著CCD技術的迅猛發(fā)展，針對CCD信號" title="信號">信號的采集" title="采集">采集及采集之后的信號如何與計算機進行信息通信就成為CCD應用的一個重要問題，而能夠針對CCD每一個象素進行高速采集并實時的傳輸給計算機處理，將會大大的提高采集到的CCD信號的精度并解決實時處理的問題，這在CCD信號采集和處理領域都將有非常廣闊的前景。
通用串行總線USB" title="USB">USB(UniversalSerialBus)是1995年由康柏、微軟、IBM，DEC等公司為解決傳統(tǒng)總線不足而推廣的一種新型的通信標準。USB總線接口" title="接口">接口具有較高的數(shù)據(jù)傳輸率、使用靈活、易擴展等優(yōu)點，非常適合CCD的數(shù)據(jù)采集。他有低速、全速和高速三種工作方式，即USBl．1版本中．的低速模式和全速模式，低速模式的傳輸速率為1．5Mb／s，支持一些不需要很大數(shù)據(jù)吞吐量和很高實時性的設備，如鼠標、鍵盤等；全速模式的傳輸速率可以達到12Mb／s。，可以外接速率更高的外設，適合用于線陣CCD的數(shù)據(jù)采集。在USB 2．0版本中，增加了一種高速模式，其數(shù)據(jù)傳輸率最高可以達到480Mb／s，完全可以滿足高速CCD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)" title="系統(tǒng)">系統(tǒng)的需要。
2 接口硬件組成
本系統(tǒng)選用高速的AD(模數(shù))轉(zhuǎn)換器，用于采集CCD信號，配以先進先出(FIFO)存儲器作為數(shù)據(jù)高速緩沖器，用于存儲AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并采用具有微控制器的USB接口芯片，從而通過USB接口將采集到的數(shù)據(jù)輸入計算機。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。
 (1)Windows DDK(Device Driver Kits)，DDK基于匯編語言的編程方式和內(nèi)核模式的調(diào)用，對沒有深厚的操作系統(tǒng)原理和編程水平的人員來說，任務相當艱巨。 (2)NuMega公司的Driverstudio工具開發(fā)包，其中的DriverWorks實際上實現(xiàn)了對DDK類的封裝，可以提供給用戶驅(qū)動程序的開發(fā)框架，只需用戶在相應的代碼段中加入自己系統(tǒng)的控制代碼即可，不必了解內(nèi)核機制，大大加速了USB外設的開發(fā)速度。本系統(tǒng)就是使用DriverWorks來開發(fā)USB設備驅(qū)動程序的。生成的應用接口函數(shù)在VC"中調(diào)用，大大降低了主機軟件的難度。 3．3 用戶應用程序設計" title="設計">設計 應用程序?qū)崿F(xiàn)的功能有：啟動／關閉USB設備，設置USB數(shù)據(jù)傳輸管道／端口，采集數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)等。這里，采用VisualC++6．0作為程序的開發(fā)環(huán)境，并且充分運用了多線程的編程思想。從而實現(xiàn)同時進行數(shù)據(jù)采集與實時顯示。 為了實現(xiàn)與驅(qū)動程序的通信，應用程序首先創(chuàng)建一個事件和一個線程，再將事件句柄傳遞給WDM，用這一線程來等待WDM發(fā)送的事件消息，接收到事件消息后，就讀取驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)。 在Windows中，Win32應用程序調(diào)用的APl函數(shù)有5個；CreateFile()，ReadFile()，WriteFi|e()，DeviceloControl()和CloseHandle()。 應用程序為打開一個WDM設備驅(qū)動程序，使用CreateFile()函數(shù)。他的第一個參數(shù)是一個符號鏈接名。如果用DriverWorks創(chuàng)建一個WDM驅(qū)動程序，通常會用類KUnitizedName生成一個設備符號鏈接名。這名字的后面有一個數(shù)字，一般是一個o。例如，若符號鏈接名為"USBDevice"，則傳遞給CreateFile()的是"＼＼＼＼．＼＼USBDevice0"。  一旦應用程序獲得設備的有效句柄，他就能夠調(diào)用Win32函數(shù)，這將產(chǎn)生對應于此設備對象的相應IRP，發(fā)送給驅(qū)動程序，完成相應功能。這種關系如表1所示。
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