随着近红外光谱技术的发展,使得近红外光谱仪在各个科学领域都有着广泛的应用,如化学,医药,地质学,物理及天文学等方面。由于微型近红外光谱仪操作简单,快捷等特点,促使人们逐渐地将其应用推广到各种分散型实物的现场分析。探测系统则是整个微型近红外光谱仪的重要组成部分,探测系统的优劣直接决定着整个光谱仪的好坏。由于国内大多数微型近红外光谱仪都还在使用进口设备,进口设备价格昂贵,所以设计研究一款性价比高的微型近红外光谱仪显得尤为必要。本设计主要研究的是微型近红外光谱仪的核心数据处理系统。随着硅集成行业和制作工艺的发展,CCD检测器的集成度越来越高,而价格则变得较低,实验室使用CCD作为探测器来研制整个探测系统的成本大大降低。由于CCD检测器通过如蜻蜒复眼一样的多通道阵列检测器接收不同波长下的光谱,从而避免了光栅或单检测器等部件的移动,实现了光路的固定。采用CCD探测器的近红外光谱分析仪器具有性能稳定,扫描速度快,分辨率高,信噪比高等特点,能够适合微型光谱仪的使用条件。CCD将光信号转换成电信号,按照空间顺序将电信号输出。这时需要模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号,并且对信号进行去噪和增益调整,在设计中选用的是AD9822。每一像素的模拟信号被AD9822转换成12bits的数字信号,然后将数字信号交由FPGA进行下一步的处理。FPGA是整个探测系统的关键部分,因为FPGA不但需要为CCD和AD9822提供驱动时序和像素数据的处理而且还要按照USB控制器的时序要求将数据上传到PC机,本设计中选择的是Altera公司的EP2C8Q208C8。本设计的主要侧重点是FPGA内部的逻辑代码的设计,设计中FPGA的主要功能有以下几个：给CCD驱动时序和对CCD曝光时间作调整；AD9822采样时序和对AD9822内部寄存器的读写控制；对12位的像素数据进行存储和累加等预处理；按照USB控制器的读写时序将像素信息传输到USB控制器中；接收来自USB的控制指令并执行。USB控制器选择的是Cypress公司的CY7C68013A,这是目前最通用的USB控制器芯片。它支持12Mb/s的全速传输和480Mb/s的高速传输,可以使用四种USB传输方式。这里由于我们的探测系统属于从设备,故使用的是SlaveFIFO模式。