导言
在药品包装商场，制药企业纷繁进行GMP（Good Manufacturing Practices）药品制作质量管理规范认证，研发先进的药片数粒机成为制药企业发展的迫切需求。依据CPLD和DSP规划了先进的线阵CCD检测体系，应用于数粒机体系，代替传统的PLC和光电头检测计划。
线阵CCD检测体系是数粒机体系的中心，通过DSP将喂料、检测计数、装瓶体系及人机界面集成在一起。用户运用触摸屏设定数粒机的相关参数，发动主动数粒功用；DSP检测通道光照是否正常，内部是否有异物，履带是否有瓶；检测完毕后，DSP操控振荡料斗送料，一起不断地将CCD拍照到的图画信息读入进行AD转化，转化完毕通过数据处理后，判别检测通道中是否有药粒，并进行计数；当计数到用户设定值时，DSP操控通道阀门，确保进入瓶中的药粒正确；装瓶完毕，DSP操控瓶限位阀门将已装好的瓶送走，一起将空瓶送入到装瓶方位并定位，然后进行下一轮计数动作。
运用线阵CCD检测体系规划的数粒机体系受粉尘影响少，适用于各种形状尺度药粒的检测计数，数粒速度快，处理了边际灵敏度低的问题，选用双镜头扫描相互检测消除了传感器多计或漏计药粒引起的瓶装量差错。
1．线阵CCD检测体系的规划
线阵CCD检测体系由光学镜头、CCD、CCD驱动板以及DSP电路板组成，其什物结构如图1所示。线阵CCD为东芝公司出产的TCD1209D，像敏单元2048个，最高作业频率20MHz；驱动选用ALTERA公司出产的CPLD，型号为EPM7064SLC44；DSP芯片是TI公司出产的TMS320F2812，数字信号处理器才能150MIPS，能实时地处理各种杂乱算法，自带12位A/D转化，流水线最快转化周期60ns，128KB的Flash存储器。
检测体系拍照时，镜头和光源布局如图2所示，TCD1209D像元尺度为14μm× 14μm，则成像部分长度L为28.7mm；依据扫描需求，取水平视场约为FOV=280mm。则放大率M=v/u= L/FOV =28.7/280=0.1025；物距u为作业间隔W，像距v为镜头到CCD的间隔，规划的物距为35mm：故作业间隔W=u= v/M= 35/0.01025 =341mm；由此能够计算出镜头焦距f=W/（M+2+1/M）=28.79mm；检测体系运用定焦距光学镜头，取焦距为28mm。
CCD驱动板完结CCD信号的驱动，发生CCD像元同步、帧同步信号和通过运放处理的视频信号，DSP电路板是CCD检测体系处理的中心，也是整个数粒机体系的中心，数粒机系检测体系框图如图3所示。DSP运用自带高速A/D模块收集视频信号，依据收集的数字信号判别颗粒是否满意要求，与人机界面通讯，并完结振荡漏斗、通道阀门、输送线等的操控。
2．CCD驱动规划
CCD芯片TCD1209D选用CPLD芯片EPM7064S驱动，CCD驱动需求移位脉冲SH、复位脉冲RS、箝位脉冲CP、像元搬运脉冲输入端Ф1、Ф2、Ф2B，DSP模数转化时序信号需求行同步脉冲FC与像元同步脉冲SP。运用40MHz晶振作为时钟源，其间的Verilog要害程序如下：
assign SH= ~（（count《12）&（count》5））;
assign T2=~（（cycle《3） & （count》15） & （count《 15‘h3130）|（count==1））;
assign T2B=T2;
assign T1=~T2;
assign RS=~（（cycle==1） & （count》11）| （count==3））;
assign CP=~（（cycle==2） & （count》11）| （count==4））;
assign FC=~（（count《204） | （count》 15’h30cc））;
assign SP=（~（（cycle==4）|（cycle==5）|（cycle==0））） &FC;
运用ModelSim软件的仿真波形如图4所示，仿真成果满意TCD1209时序。
输出的视频信号OS运用高速运放芯片AD8044AR进行处理，输出满意采样要求的0~3.3V电压，合作同步信号FC和SP，进行A/D转化获取数字视频信号。
3．DSP程序规划
TMS320F2812时钟频率为150MHz，12位A/D转化模块流水线最快转化周期为60ns，单通道最快转化周期为200ns。本体系中视频时钟信号频率为1Mhz， 选用外部触发形式，将同步信号SP接ADCSOC引脚［7］，装备高速A/D参数如下：
AdcRegs.ADCTRL1.bit.ACQ_PS = 8;
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0;
AdcRegs.ADCTRL3.bit.ADCCLKPS=4;
PieCtrl.PIEIER1.bit.INTx6 = 1;
PieVectTable.ADCINT = &AD_ISR;
DSP是CCD线阵检测体系的中心，时钟同步信号SP发动DSP自带的高速ADC模块收集CCD模仿视频输出信号U0，得到数字信号， DSP依据帧同步信号FC，判别一帧完毕。在获取一帧视频数字信号后，DSP挑选数粒机的一个通道，并判别像元灰度值，以此判别是否有颗粒掉下。
4．体系运转成果
此CCD检测体系已成功应用于某药品包装企业数粒机，图5为体系运转时检测Φ6.4~6.8mm胶囊从第二通道落下时的灰度直方图，其间横坐标表明CCD像元数，纵坐标表明各像元的灰度值。从图可知像素683处又显着凸出，判别有一颗药粒下落，完结一次计数。
5. 定论
现场运转成果表明：CCD检测体系规划结构合理，运转安稳，能够可靠地完成Φ2mm以上各种形状的药粒计数，计数速度能够到达3000-8000粒/分钟。
本文作者立异点：用线阵CCD和DSP替代传统的依据光电头和PLC的检测体系，本数粒机体系受粉尘影响少，适用于各种形状尺度药粒的检测计数，数粒速度快，处理了边际灵敏度低的问题，双镜头扫描相互检测消除了传感器多计或漏计药粒而引起的瓶装量差错。
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