1) 选择一款高性能的面阵CCD作为光谱探测器，驱动CCD正常工作；论文网

    2) 快速的采集CCD信号,进行AD转换,将数字信号通过USB端口准确地传送到上位机；

    3) 通过自己编写的程序对采集数据实现显示、分析等功能。

1.4  课题的主要内容

    由于人眼的在380-780nm波段的可见光光谱分辨率非常有限，而这一波段与人类的生产生活息息相关。市场上的光谱仪也主要工作在这一波段。基于对物质结构和成分的强大的分析和测量能力，直读光谱仪被广泛应用于冶金、地质、石油化工、医药卫生、环境保护等领域。现代微机技术与光谱技术的融合促生了光谱仪光谱数据采集的自动控制，而通过计算机实时控制光谱仪进行采样和数据分析能够快速得到分析结果。

    本课题将致力于研究光电倍增管与CCD的工作原理，选择合适高效的可见光范围内的光谱探测器，研究实现光谱仪与计算机之间实现光谱数据传输的传输协议。通过编程实现光谱数据采集、显示、简单处理的人机交互的功能。

    课题研究内容主要包括以下几个部分：

    1)调查国内外直读光谱仪的发展现状，重点分析光谱仪中数据采集系统的演变；

    2)探究CCD的结构及工作方式，对比光电倍增管与CCD作为光谱探测器的各自优劣；

    3)基于串口通信基本原理，运用二次开发包中的动态链接库，用软件C++ Builder实现光谱数据采集、显示及简单处理的界面编程；

    4)研究光谱数据采集成功后的处理方法，主要为元素中分析物质中元素浓度与谱线强度的二次曲线和三次曲线关系的拟合。

1.5  论文的结构排布

    第1章，主要研究课题研究的背景与意义、国内外研究现状、研究的目标与内容以及结构分布。

    第2章，数据采集系统设计，包括系统整体设计、探测器选择、存储与传输协议、C++ Builder界面设计简介。

第3章，数据采集与处理软件设计。

第4章，数据拟合原理及实现，包括拟合方法介绍、最小二乘法拟合原理介绍、高斯消去法求解线性多元方程组以及编程。

2 直读光谱仪数据采集系统设计

2.1 系统整体设计

    系统整体设计分为以下几个部分：

    1) 探测器选择。传统光谱仪的探测器主要为光电倍增管，后来随着电子技术与工艺的进步，CCD的出现为光谱仪的低成本和小型化做出来巨大的贡献。但由于CCD的灵敏度远比不上光电倍增管具备的信号放大功能，光电倍增管失去了原有的地位。总体来说，现今CCD的使用更普遍，而且基本能满足使用者对灵敏度的要求，低成本对使用者的吸引更大。因此，本课题将选择CCD作为光谱仪探测器。2.2.3节将会详细介绍CCD工作的原理及性能。

    2)光谱数据拟合方法选择。由于物质元素的浓度与谱线强度存在着确定的定量关系，采用标准试样法制作校准曲线即线性函数、二次曲线、三次曲线的拟合，第3章将重点介绍最小二乘法二次曲线、三次曲线的拟合。文献综述

    3)软件系统设计。本课题的主要任务是实现光谱数据采集系统的基本功能，包括计算机通信端口的连接、光谱采集参数的设置、数据显示、拟合处理等人机界面交互功能。软件设计将在第3章中作详细论述。

4)数据传输协议选择。本课题将主要介绍计算机与硬件之间的通讯协议和方法，将在2.3节中详细讲述。