随着科学技术的进步和发展,光谱分析技术的应用已经愈发广泛,光谱分析也成为对物质成份和特点进行分析的重要方式。传统光谱仪不但不能同时检测多个波长的光,并且因为体积大、结构复杂、使用要求高等因素制约了其推广的速度,因此,基于CCD的微型光谱仪目前已经成为光谱仪器中发展最快的一个分支。本文在分析了CCD工作原理的基础上,选择了一款线阵CCD作为光谱检测器件,设计了一个高速光谱信号采集处理系统,实现了光谱数据的预处理,并对光谱信号的波长定标进行了研究,完成了光谱数据处理软件。光谱数据处理系统可分为四个部分:光谱采集部分、去噪部分、波长定标部分和软件设计部分。光谱采集部分主要是以ILX554B线阵CCD作为光电转换器件。以C8051F500单片机作为控制核心,使用CPLD产生线阵CCD时序驱动信号、AD9220模数转换时钟信号和缓存器IDT7203写信号的正确时序,使它们实现同步。本文针对光谱数据所含噪声主要为高斯白噪声和脉冲噪声的特征,对光谱数据的去噪处理提出了一种基于小波阈值组合滤波的方法,重点介绍了由小波阈值法和中值滤波构成的组合滤波器的原理,并进行了仿真实验,结果表明:运用中值滤波后再进行小波软阈值滤波的组合去噪方法,能更有效地去除含噪光谱信号中的噪声;采用了对称零面积寻峰算法和最小二乘法拟合,选用对称方波函数作为窗函数与汞灯光谱进行卷积,并找到峰值;同时采用了最小二乘法四阶拟合的方法进行波长定标,实验数据表明最小二乘法四阶多项式拟合可以使定标的精确度有所提高;最后用C#编写了光谱数据处理系统软件,能够控制光谱采集系统,完成光谱去噪,寻峰处理和光谱定标等一些基本功能。