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电荷耦合器件(CCD)自产生以来的40多年里,其应用价值与日俱增,已经深入到传统摄像、光谱分析仪以及航空航天探测等领域。CCD一个很重要的应用就是运用在光谱分析仪器中,光谱分析仪器属于光学仪器的一种,它可以测量光辐射的强度、频率以及光谱的变化规律。随着科学技术的进步,光谱仪技术也取得了很大的发展。现代光谱仪朝着小型化,自动化,智能化,高精度和快速检测的方向发展,低廉的价格使得它得到了越来越广泛的应用于社会生产、生物医学、质谱分析、教学实验、环境监测、地质勘探等领域。近年来,国内外都对光谱仪的研制做了大量的工作,国内光谱仪与国外的相比还存在一定的差距；国内光谱仪通用性差、信噪比低、精度不高、体积庞大、成本高昂,尤其在精确测量领域,对同步延时的精度非常高,要求在ns级别。如果精度不够高,就会导致测量不准确,得不到有效数据。这一系列问题都制约了其在科学实验和精确测量领域中的应用,为了提高光谱仪的测量精度和实现微型设计,分别使用FPGA和STM32单片机作为控制器实现光谱仪设计。由于FPGA并行处理的特点,可以实现很高的延时精度和数据处理速度,这种方案的特点是灵活性强、延时精度高、实时显示。但FPGA工作需要基本的配置电路和外围芯片,使得电路板的尺寸不能做到微型化,成本相对较高。STM32单片机内部集成了ADC、USB、定时器等功能,能够实现采集传输的要求,满足了微型化的设计目的。这种方案具有成本低、使用灵活、结构简单、体积小但由于单片机的串行处理和时钟的限制,同步延时控制精度不能做的太高。驱动电路是CCD光谱仪设计中的关键点,驱动电路信号处理的流程如下,从CCD得到的电信号经过前端处理到达主控板,在主控板上进行ADC转换,把模拟信号转换成数字信号,数字信号可以通过通用接口传到上位机,考虑到如今USB接口的通用性,本文主要采用USB2.0接口作为数据上传接口。在Windows7系统Visual Studio2010环境下利用C语言和C++混合编程,再结合Teechart和MFC,开发了上位机控制界面,对下位机数据进行接收和处理。经过测试,线性CCD光谱仪系统的设计达到了预期的目标,部分参数领先同类产品。本论文主要工作如下：1.设计了基于FPGA和STM32的线性CCD光谱仪的硬件电路。2.完成FPGA逻辑以及STM32程序的编写。3.完成了上位机采集软件的编写。