何等強(qiáng)悍的神級(jí)DIY！民間高手自己動(dòng)手做數(shù)碼相機(jī)

2、硬件構(gòu)成

2.1、功能模塊

上圖展示了構(gòu)成線性掃描相機(jī)的各個(gè)功能模塊。線性CCD傳感器將收集的光感信息傳遞到AD（模擬-數(shù)字）轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，然后以數(shù)字信號(hào)形式輸入控制器。這些數(shù)據(jù)可以顯示在顯示屏上，或者傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器里。掃描的頻率在500線每秒到2000線每秒之間可調(diào)，視CCD器件的種類而定。

電路部分被分成三大部分，每塊之間通過(guò)柔性印刷電路排線相連。我經(jīng)常不使用定制的PCB因?yàn)樗鼈兲F而且沒(méi)有DIY精神，設(shè)計(jì)麻煩，之后有改動(dòng)也麻煩。這種一次性的制作在洞洞板上相機(jī)行事最好了。

這是何等的飛線功力……

2.2、光路和外殼

上圖展示了如何為這個(gè)線性掃描相機(jī)制作外殼。這是從一個(gè)高知電子（Takachi electric industrial）的SW-85B塑料盒改造而來(lái)的外殼，這個(gè)項(xiàng)目的光路需要控制的非常精確，所以設(shè)計(jì)，加工，裝配的時(shí)候都需要特別注意。這里有 外殼的圖紙 。帶有線性傳感器的模擬部分電路板安裝在可動(dòng)的螺釘上，這樣就能隨意調(diào)整距離。

這次使用的透鏡是C-mount接環(huán)的，它是工業(yè)攝像頭中使用的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭之一，但是不那么好弄到。我用了一個(gè)C-CS的轉(zhuǎn)接環(huán)來(lái)將鏡頭裝到殼體上。一個(gè)UNC（英制統(tǒng)一螺紋粗牙系列）螺母粘在盒子的底面上用來(lái)固定攝像頭。盒內(nèi)涂了一層導(dǎo)電涂料做電磁屏蔽。

2.3、模擬電路部分

上圖是這個(gè)制作中的模擬電路部分，它包含線性掃描相機(jī)中最為重要的器件。上面安裝了一個(gè)CCD線性傳感器和模擬電路。CCD線性傳感器是一枚東芝的TCD132D單色CCD，它對(duì)紅外光也敏感，所以為了獲得與人眼感覺(jué)相近的圖像需要一個(gè)紅外濾鏡（IRCF）。CCD線性傳感器需要一個(gè)來(lái)自主控電路板的時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。傳感器的模擬圖像信號(hào)輸出先經(jīng)過(guò)一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鳎ˋD8830），再由一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC1173）轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。ADC1173的8位數(shù)字信號(hào)輸出送入主控電路板。像素采集率從0.5MHZ到2MHZ可變，但是模數(shù)轉(zhuǎn)換器必須在工作在至少兩倍采樣率的時(shí)鐘頻率下。每?jī)纱尾蓸又?，向主控電路板輸出一次?shù)字信號(hào)。

這是模擬電路部分的電路圖。

2.4、主控電路部分

主控電路板包括一個(gè)微處理器（MCU），一個(gè)可編程邏輯器件（PLD）和電源部分。微處理器的芯片是一個(gè)NXP的LPC2368，它集成了一個(gè)在72MHZ下工作的ARM7TDMI核心，512K字節(jié)內(nèi)存，32K+16K+8K字節(jié)的SRAM，還有給力的外圍設(shè)備。它可以通過(guò)一個(gè)集成的SD卡控制器在4位原生模式下控制外置的MicroSD存儲(chǔ)卡。LPC系列的ARM微處理器廣泛用在現(xiàn)在的電子制作中，因?yàn)樗氖袌?chǎng)政策很對(duì)路，物美價(jià)廉。

一個(gè)可編程邏輯器件（LC4256V）被用來(lái)驅(qū)動(dòng)CCD線性傳感器。PLD里配置了一個(gè)用來(lái)給傳感器提供時(shí)鐘的時(shí)鐘產(chǎn)生器和一個(gè)先入先出隊(duì)列。電源供應(yīng)部分提供了數(shù)字電源（3.3V）。和模擬部分的電源（12V）。

這是主控電路部分的電路圖。