具有USB2.0接口四路并行高速图像采集卡的设计

摘要

纸币被视为一个国家的对外“名片”，由于我国人口众多，货币流通量大，纸币破损相对严重，我国金融行业提出了“人民币流通券要达到七成新以上”的要求，并颁布了《不宜流通人民币挑剔标准》。我国目前多数银行仍然利用人工进行纸币清分，这在工作中会产生效率低下与标准不统一的弊病。对于国外进口清分机，适应性与价格因素制约了其在国内的广泛使用。因此我国金融行业迫切需要适合人民币特征的国产清分机具。针对这一问题，结合清分行业的技术发展，本文利用CIS图像传感器、USB2.0接口和图像识别等技术，提出了一种智能型纸钞分拣方案。 本文试图利用当前的图像处理技术，寻求一种高速智能纸钞分拣方法，其难点在于高速纸币图像的采集、传输与识别。本文的重点在于解决纸币图像采集与传输。全文共分五章。第一章主要介绍了课题的研究背景和相关的技术发展状况，并阐明了本文的研究意义和主要的研究内容；第二章提出了纸币图像采集系统的总体设计方案，并对系统器件各项参数进行了初步分析；第三章是总体设计方案说明的延伸，先介绍了USB总线技术，然后详细说明了CY7C68013芯片的硬件资源；第四章是全文的重点章节，在第二、三章的基础上，分析了各硬件器件的时序特性，并着重分析了CY7C68013芯片的SlaveFIFOs和GPIF接口的工作方式，给出了以8051为控制单元，GPIF为高速图像传输接口的同步图像采集传输方案。第五章是全文的又一重点章节，针对第四章CY7C68013芯片的硬件资源，文章给出了CY7C68013固件编写过程，并利用Windows2000DDK工具编写了图像采集系统的专用驱动程序。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2课题来源

1.3纸币清分及相关技术发展概况

1.4课题主要研究内容

第2章图像采集系统总体设计方案

2.1系统总体设计方案

2.1.1关于我国不宜流通人民币挑剔标准

2.1.2系统总体设计方案

2.1.3系统信号流程

2.2系统图像采集与数据转换

2.2.1图像传感器SV255A4H简介

2.2.2信号调理电路器件OPA2677简介

2.2.3高速AD转换器TLC5510简介

2.3本章小结

第3章USB2.0接口芯片CY7C68013

3.1 USB总线技术

3.1.1 USB技术简介

3.1.2 USB1.1技术标准

3.1.3 USB2.0技术标准

3.1.4 USB总线结构

3.1.5 USB接口电气特性

3.1.6 USB的电源管理

3.2 USB2.0接口芯片CY7C68013

3.2.1 USB接口芯片选择

3.2.2 CY7C68013基本特征

3.2.3 CY7C68013的增强型8051处理器

3.2.4 CY7C68013的端点

3.2.5 CY7C68013的自动指针

3.2.6 CY7C68013的唤醒机制

3.2.7 CY7C68013的中断机制

3.2.8 CY7C68013的枚举与再枚举

3.3本章小结

第4章采集系统硬件设计

4.1硬件电路总体设计方案

4.2硬件电路各器件时序关系

4.2.1 CY7C68013的硬件资源分析

4.2.2 CY7C68013的硬件资源分配

4.2.3 AD转换电路

4.2.4 CIS传感器与信号处理电路

4.3本章小结

第5章采集系统软件设计

5.1 USB2.0开发与调试平台

5.2系统软件结构设计方案

5.3固件代码设计

5.3.1固件程序结构框架

5.4采集设备WDM驱动程序

5.4.1 WDM驱动程序的特点

5.4.2 USB设备驱动程序的开发

5.5用户应用程序

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢