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基于FPGA的等位移多点采样硬币识别研究

作者:时间:2009-08-24来源:网络收藏

根据误差传递公式,有:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/191954.htm


式中:△fx,△fr,△N为绝对误差。相对误差δ=±(△fx/fx),由于fr由晶体振荡器输出,其稳定度较高,所以△fr非常小,可忽略不计。△N极限是±1,故测量误差δ为:


由式(13)可以看出,测量误差与被测信号的频率大小无关,仅与闸门时间和标准频率时间有关。标准频率越高,闸门时间越长,测量误差越小。
在本设计中,为了保证测量的速度,闸门时间比较短,在闸门时间不变的情况下,标准频率越高,误差越小。
为了提高测量频率的精度,必须采用较高频率的标准信号。在传统的硬币识别器设计中,多采用单片机测量频率,但由于单片机受本身的时钟频率和若干指令运算的限制,难以得到较高的标准频率信号,无法满足高速、高精度的测量要求。采用高速、高精度、高可靠性的现场可编程阵列为实现高速、高精度的测频提供了保证。
在本设计中,fr=100 MHz,T1=0.1 ms,则相对测量误差δ为:


误差远小于测频法和测周期法误差。这就解决了瞬时、快速的测量精度问题。
若用传统的单片机等精度多倍同步测频方案,假设用常用的MCS-51单片机,设时钟频率为12 MHz,机器周期为1 MHz,则误差为:
δ1=1/(1 000 000×0.000 1)=0.01=1%(15)
可见,用传统的单片机采集频率数据,误差太大,难以满足高精度测量的要求。
正是出于提高测量精度的考虑,在本设计里用了来完成频率数据的采集工作。


3 结 语
在硬币识别器的研究中,本文首先提出了基于FP-GA的等法,并且提出基于 的光电检测来对硬币的直径进行准确测量的方法,具有一定的理论指导意义和较强的实际应用价值。通过这些方法,大大提高了硬币识别的准确性和可靠性,特别是在对硬币的制造材料不均匀的情况下,更能体现其优越性。笔者曾对国外大公司,如:日本的GLORY公司、美国AA公司生产的硬币识别器进行研究,由于其在硬币识别方面为单点法,所以其对一些不均匀硬币(如:泰国的10铢硬币)识别效果并不理想,由于本硬币识别器采取等采样法,所以识别效果较好,识别准确率可达到99.5%以上。另外,硬币识别器在某些情况下,需要在比较恶劣的环境下使用,需要较强的抗干扰能力,如:在野外使用的投币电话,在公共汽车上使用的无人值守投币机。由于FPGA的纯硬件电路特性,抗干扰能力特别强,具有很高的可靠性。


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关键词: FPGA 位移 多点 采样

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