基于CPLD的清分機紙幣圖像采集系統

1引言

隨著ATM機普及，人們對流通貨幣質量要求越來越高，鈔票清分工作對銀行業來說就顯得格外重要。清分機是一種高端金融機具產品，能夠一次性完成鈔票的清分工作，包括鈔票點算、幣種識別、真偽鑒別、面額清分、版本清分、新舊清分、方位識別(包括正反面、上下方向等共4種組合)等。按照不同的功能，清分機的工作速度可達到每分鐘600張至1000張。

清分機的圖像采集系統主要是南圖像傳感器對在傳送帶上高速傳送的鈔票進行采樣、緩存，然后送至DSP圖像處理模塊。該系統是以CPLD完成鈔票圖像信息采集時序控制和數據緩存，采用接觸式圖像傳感器(CIS)SV233A4W和模數轉換器AD9822實現圖像的采樣和量化功能。另外，使用碼盤和對管來實現傳送帶與采樣的同步。

2系統組成與原理

2.1系統組成

清分機的圖像采集系統主要由碼盤、對管、傳感器、A／D轉換器、CPLD等組成。CPLD是系統核心，控制各部分時序及數據采集。當無鈔票時，系統處于等待狀態；當有鈔票經過對管時，將產生一個觸發信號，CPLD接收到觸發信號后，將控制接觸式圖像傳感器對鈔票進行采樣，采樣間隔由碼盤信號分頻控制。采集到的圖像信息經A／D轉換后，存儲到內部RAM中，為圖像處理單元DSP的后續處理、識別提供數據。該系統原理框圖如圖1所示。

2.1.1 CIS SV233A4W簡介

CIS是一種基于CMOS技術的線陣傳感器，它將光源、聚焦鏡片及感應器固定于一個外罩內，具有體積小，成本低等特點。CIS適用于高速傳輸物體的表面圖像采集。

SV233A4W是一款單色(G)線性CIS傳感器，掃描寬度是216 mm，分辨率可達到200 dpi。該傳感器共有1728個像元，有CP(移位時鐘脈沖)和SP(啟動脈沖)2個輸入控制信號。如果在CP的上升沿檢測到SP為高電平，則啟動一行的掃描和串行移位輸出工作。在每個CP的下降沿，Vout端口輸出一個點的模擬電壓值，這樣經過1 728個CP時鐘后，一行的數據，等待下一個SP啟動信號。掃描一行的典型時間為0.5 ms。

2.1.2 A／D轉換器AD9822簡介

AD9822是號門對CCD／CIS模擬圖像進行模／數轉換的器件，輸出動態范圍是14位，可同時對3路RGB信號進行A／D轉換。

AD9822具有3路RGB相互獨立的采樣和輸出結構，每一路包括：相關雙采樣器(CCD)、偏移控制D／A轉換器和數控增益放大器(PGA)。3路模擬信號經選擇器依次輸出，后經14位A／D轉換器獲得數字信號，這14位數字信號分兩字節先后輸出(D0～D7)。該器件工作時設有3個時鐘，CDSCLK1是參考電平(OFFSEET)的采樣時鐘，CDSCLK2是輸入數據電平的采樣時鐘，ADCCLK(是模數轉換和控制數據輸出的時鐘。