2．1 系统原理
    图2为系统原理框图。在币道的不同位置安装有几个光电传感器，通过基于FPGA的脉冲宽度测量，可检测得到硬币通过币道中光电传感器之问距离的间隔时间。通过FPGA的高速数据处理，可得到硬币的直径、硬币通过币道时的加速度，并得到硬币进行等位移多点采样的采样时刻。当硬币通过检测线圈时，就进行基于 FPGA的多倍周期同步测频。再由FPGA对数据进行高速处理，得到硬币的特征参数，再把该特征参数和E2PROM中的硬币特征值进行比较，就可以判别硬币的币值和真伪。

2．2 基于FPGA的间隔时间测量
    图3为基于FPGA的间隔时间测量原理示意图，A，B，C三点为光电检测点。当硬币通过光电检测点时，光电检测电路的输出由低电平跳变为高电平。图4为硬币通过币道时A，B，C三个光电传感器的输出波形。

    图4中，ta为硬币前沿通过A点到硬币后沿经过A点的间隔时间；tb为硬币前沿通过A点到硬币前沿通过B点的间隔时间；tc为硬币前沿通过B点到硬币前沿通过C点的间隔时间。

    光电传感器的输出接到FPGA，由FPGA对标准频率信号进行计数，不难测得硬币通过币道时的间隔时间ta，tb，tc。在本设计中，FPGA的时钟频率为100 MHz，即标准频率信号为100 MHz。经过实际检测，ta，tb，tc的最小时间为0．01 s，则可估算出最大测量误差为：

  
    可见有足够高的精确度。
2．3 硬币直径检测
    通过光电传感器实现硬币直径及通过币道的加速度的检测。如图3，在币道的A点、B点和C点分别安装光电收发器。AB点和BC点的距离相等且为s。
    硬币通过币道时做匀加速度运动，设加速度为a，下面通过由FPGA高速检测得到的ta，tb，tc以及光电传感器之间的距离s来求加速度a，并求出硬币的直径d。
    设硬币的前沿通过A点，B点，C点的速度分别为vA，vB，vc，则有：