AD9822共有4种工作模式,即3通道CDS模式、1通道CDS模式、3通道SHA模式和1通道SHA模式。在1通道模式中,只处理一路模拟信号,而3通道模式则同时处理3路信号。这里采用3通道SHA模式,在该模式下一个采样时钟CDSCLK2后需要3个输出时钟ADCCLK输出数据。
该器件内部各路偏移D/A转换器、PGA和模式的设置等都是由内部8个寄存器(地址为000~111)完成的,这些寄存器是由3个端口信号SCLK、SLOAD和SDATA控制。
2.1.3码盘
码盘是一种常用的增量式角度传感器(图2),利用现代光刻技术在圆盘上均匀刻线,当圆盘旋转时,受刻线影响接收管接收到的光线出现亮暗变化,而输出电平则高低跳变。将码盘安装在电机上,电机旋转时,便有脉冲信号从码盘输出。输出的脉冲信号可与电机相连的传送带传送的距离进行换算,通过控制码盘输出脉冲的分频来控制钞票的采样间隔。
2.1.4对管
对管位于CIS传感器的上游,用于指示样品(钞票)的到来。当对管被物体遮挡时,对管输出高电平,否则维持低电平。在应用中对管输出高电平的脉宽与钞票全部通过的时长相等。因而可以利用对管输出信号(N2)控制每帧图像的采样使能。考虑到信号噪声的影响,需对管信号滤波;为保证每帧图像(包括整张钞票)具备一定余量,需要延时处理N2信号。
2.2采样原理
由于要从图像采样数据中提取出钞票的各种特征信息,所以图像采样数据要确保无失真地恢复钞票图像信息。因此,采样频率需满足二维取样定理。假设钞票图像的频谱在水平方向上的截止频率为fm,在垂直方向的截止频率为fm,则只要水平方向的空间取样频率F0满足F0≥2Fm,垂直方向的空间取样频率fm满足f0≥2fm条件,图像便可精确恢复。水平方向的采样频率由图像传感器的性能决定,而垂直方向的采样频率则由码盘信号的分频决定。
3 CPLD控制实现
3.1系统总时序
该系统设计的关键在于图像传感器、A/D转换器以及数据存储器RAM之间的时序控制。系统的总时序关系为:对管信号N2是采样一张钞票的总使能,码盘信号MCLK的分频SP作为每一行采样的启动信号。在每一行的采样过程中,通过传感器移位时钟CIS1_CLK将每一点的数据移出。通过时钟S1_CLK2控制A/D转换器读取采样的模拟数据,并由输出时钟AD1_CLK控制A/D转换器输出量化的数字数据。然后,在地址时钟ADR0_CLK和写时钟WR_CLK的控制下写入RAM,系统总时序如图3所示。