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通过选择ISD0 17AP型化妆品级CCD芯片和分析其主要性能 ,设计微光高分辨率制冷CCD相机的制冷电路 ,驱动时钟电路 ,输出信号A/D转换电路及微机EPP(增强并行口 )方式快速数据采集电路 ,研制X射线数字成像检测中慢扫描、高分辨率制冷CCD相机和图像采集装置 ,并和射线转换屏、光学系统等组成X射线数字成像系统。

关键词： X射线检测 X射线数字成像高分辨率CCD相机驱动电路制冷电路增强并行口图像采集

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基于DSP的扫描探针显微镜的研究与应用

基于DSP的扫描探针显微镜的研究与应用

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作者：张雪辉河北工业大学

学位级别：硕士

纳米科技是指在纳米尺度(0.1～100nm)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。扫描探针显微镜是一种以物理学为基础，集多种现代技术为一体的新型表面分析仪器。它是纳米科技研... 详细信息

纳米科技是指在纳米尺度(0.1～100nm)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。扫描探针显微镜是一种以物理学为基础，集多种现代技术为一体的新型表面分析仪器。它是纳米科技研究的主要工具，是世界上分辨率最高的显微镜之一。本课题以北京市中科机电设备公司的Nspm-6800型扫描探针显微镜为基础，重新设计了以DSP为控制核心的控制系统，主要解决原系统存在的以下问题：(1)PC机既要实时控制数据的采集与发送，又要进行图像的后处理，整个系统的实时性难以达到要求;(2)随着SPM功能的扩展，一方面包括轻敲式原子力显微镜、电场力、磁场力、扫描容场显微镜等技术在内的SPM技术扩展了仪器的测试范围和功能，另一方面也意味着自动控制量的增加和数据处理量的增加;(3)16位A／D、D／A都采用的是购买的板卡，也通过ISA槽插在PC机内，成本高，不利于扩展;(4)另外，数字板通过ISA槽插在PC机内，易受于扰，而且给安装带来不便。 DSP具有实时性好，控制算法容易实现，信号处理简单等优点，这些优点对于扫描探针显微镜而言是非常重要的。论文研究开发了基于DSP的扫描探针显微镜，真正实现了扫描探针显微镜的集成化与智能化。论文首先简单介绍了扫描探针显微镜的发展、分类、工作原理及应用;接着对TI公司的TMS320VC5402 DSP的特点及外围扩展作了简单介绍;然后分章节重点讲述了利用VC5402 DSP实现扫描探针显微镜的核心部件——压电陶瓷管的X向和Y向的光栅扫描控制;借助直接数字集成器(DDS)实现轻敲式原子力显微镜的微悬臂的“轻敲”;VC5402DSP的主机接口(HPI)与PC机在增强并行口(EPP)模式下的通信;论文最后还介绍了扫描管Z向的数字PID闭环控制，步进电机的自动进针，并对实际出现的一些电磁干扰问题作了讨论。

关键词：扫描探针显微镜纳米技术压电陶瓷数字信号处理器直接数字集成器主机接口增强并行口

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