基于DSP与线阵CCD传感器的电子数粒机控制系统

摘 要： 设计了基于DSP与线阵CCD传感器的电子数粒机，包括以DSP为核心的主控模块、以双线阵CCD传感器构成的成像模块及以CPLD为核心的数据采集模块。该系统具有计数、剔残功能及人性化的人机界面。实验证明，该系统数粒速度快、运行稳定可靠。
关键词： 电子数粒机； TMS320VC5509； TCD1209D； EMP30464A

　在新版药品GMP（Good Manufacturing Practices）总则出台后，国内制药企业为了适应新版GMP对医药包装机械的可说明性、可追踪性，及在线检测、在线清洗及全线监控等方面的要求，纷纷改进技术，以提高包装自动化和包装质量水平[1]。
目前，全球电子数粒机市场90%的份额被外资企业占据，国内的光电数粒设备主要采用光电管作为检测前端，且运行速度、精确度、稳定性等方面与进口设备仍有相当大的差距，尤其是在高速、高精确度生产条件下使用的技术还有待进一步提高[1]。为了满足高速、高精确度的生产需要，本文设计开发了基于DSP和高速线阵CCD图像传感器的电子数粒机。该数粒机与传统光电管式数粒机相比，分辨率更高、计数更快、灌装精度更准。同时还可以检测出药片尺寸和粘连，以便剔除装入不合格药片的药瓶,从而大大提高了设备的数粒效率和灌装质量。
1 系统原理及组成
　数粒机采用模块化设计方法，包括振动落料模块、成像模块、主控模块、外围控制模块和人机模块。振动落料模块，根据人机模块上输入的参数，使药片按照一定的速度从进料板上落下。当药片经过成像模块的检测通道时，引起成像模块中CCD光敏面上的光强发生变化。CCD传感器的输出信号，通过数据采集模块进入主控模块；主控模块对信号进行处理，得到药片x和y方向的尺寸，并与人机模块输入的药片规格比较得出药片是否为合格产品。如果合格，则进行计数；否则做好标志，待该瓶进入传送带时，对该药瓶进行剔除。外围控制模块完成对灌装工艺的驱动。
2 成像模块
成像模块主要为系统提供完整清晰的图像，以EMP3064A为核心的CCD驱动电路为两路CCD提供同步驱动信号。
2.1 光路设计
选用典型的两相单沟道线性CCD芯片TCD1209D，其光敏单元数为2 048个，每个光敏单元尺寸为14 μm×14 μm[2]，成像长度为：