基于單片機的CCD驅動電路的設計

TCD1304工作時需要SH、ICG和ФM 3路驅動信號。SH的周期表示光信號積累時間，即積分時間，ICG和SH是同步的，ФM是主脈沖，其典型值為2 MHz。OS表示信號輸出，每4個ФM脈沖周期對應1位信號周期。可以看出，TCD1304工作時需要的驅動信號比較簡單，完全可以用ATmega16來產生。
3 電路設計及實驗結果
3.1 電路設計
　基于ATmega16的TCD1304的驅動電路如圖4所示。

使用ATmega16的timer0的CTC工作模式產生2 MHz的方波，并由輸出腳OC0輸出，然后經過施密特反向器整形后輸出作為ФM(即圖4中的FM)；使用timer1的相位與頻率修正PWM模式產生一定周期的波形，由OC1A腳輸出,同樣經過施密特反向器整形后輸出作為ICG；將ICG波形經過延時和變窄處理后得到SH信號。圖4中還給出了ATmega16的復位電路。單片機工作時使用系統內部時鐘8MHz，timer1采用8分頻(即1 MHz)作為時鐘輸入。部分的單片機程序如下：
　　初始化部分：
　　LDI TEMP, $00
　　OUT TCCR0, TEMP
　　OUT TCNT0, TEMP
　　OUT TCNT1L, TEMP
　　OUT TCNT1H, TEMP
　　OUT TIMSK, TEMP
　　設置timer1和timer0的相關寄存器：
　　LDI TEMP, $80
　　OUT TCCR1A, TEMP
　　LDI TEMP, $00
　　OUT OCR1AH, TEMP
　　LDI TEMP, $04
　　OUT OCR1AL, TEMP
　　LDI TEMP, $0e
　　OUT ICR1H, TEMP
　　LDI TEMP, $74；
　　OUT ICR1L, TEMP
　　
　　LDI TEMP, $02；
　　OUT OCR0, TEMP
　　啟動輸出：
　　LDI TEMP, $71
　　OUT TCCR0, TEMP
　　NOP
　　LDI TEMP, $12
　　OUT TCCR1B, TEMP
　在程序中，由輸出腳OC0輸出的是2 MHz方波，通過寄存器OCR0和TCCR0來確定。輸出腳OC1A輸出的波形周期為T=7.4 ms（ICR1·2·1 μs），對應CCD的最短積分時間。改變timer1的寄存器的設置就可以調整積分時間。