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条形码扫描器设计摘要在这个科学技术日星月异的信息时代，条码技术自动识别技术被广泛应用于各行各业，他给人们的生活带来了许多的便捷，同时也大大提高了我们的工作效率。因而，无论是理论上还是实际应用一维条码识别系统研究都具有相当深远的意义。本文从条形码图像的采集和条形码的识别两方面入手。条形码图像的采集系统是根据光电检测开关GDS对黑白颜色的识别输出不同的电平值，再利用单片机AT89C51对GDS开关输入的不同电平的值进行译码，此处采用交叉25码的编码方式进行相应的译码。最终通过max232通信串口电路将数据传送到PC端显示。关键词：AT89C51；单片机；GDS；交叉25码；DesignofBar-codeScannerAbstractNowadayswearelivinginanInformationAgewithgradualimprovementsofscienceandtechnologyeveryday.Barcodetechnologyandautomaticidentificationtechnologyarewidelyappliedinmanyfieldsofourliveswhichhasbroughtusalotofconvenienceandmadeourworkmoreefficient.Therefore,thestudyofbarcodeidentificationsystemhasprofoundsignificanceboththeoreticallyandpractically.Thispaperisfocusedonimageacquisitionandbarcodeidentification.Barcodeimageacquisitionsystemincludesseveralmajordataprocessingsteps.Firstly,photoelectricswitchGDSoutputsalevelvaluecorrespondingtotheblackandwhitecolorarrangementinthebarcode.Then,SingleChipMicrocomputerAT89C51decodesthelevelvalueformtheGDSswitch.Cross-25-codecodingschemeisusedfordecodingthecorrespondedlevelvaluehere.Lastly,dataissendtoPCfordisplayingthroughthemax232communicationserialinterfacecircuit.KeyWords:AT89C51;MCU;GDS;Cross-25-code目录1绪论...................................................11.1本课题研究背景.......................................11.2国内外研究现状.......................................11.3课题设计目标及任务...................................22条形码的编码原理.......................................32.1条形码的编码方法.....................................32.1.1宽度调节编码法.....................................32.1.2模块组配编码法.....................................42.2常见条形码的编码.....................................42.2.1交叉25码..........................................42.2.2EAN13码...........................................52.2.3Code128码.........................................62.3脉宽测量方法.........................................73条形码扫描器硬件设计..................................103.1硬件原理图设计......................................103.1.1晶振电路设计......................................113.1.2复位电路设计......................................113.1.3指示灯电路设计....................................123.1.4信号采集电路设计..................................133.1.5串口通信电路设计..................................143.1.6电源电路设计......................................153.2硬件实物图设计......................................163.2.1PCB图设计........................................163.2.2硬件实物设计......................................174条形码扫描器软件设计..................................194.1编译预处理..........................................194.2程序设计流程图......................................195总结....................................错误!未定义书签。5．1存在的问题..........................错误!未定义书签。5．2可改正和提高的地方..................错误!未定义书签。致谢.....................................错误!未定义书签。参考文献..................................错误!未定义书签。附录....................................................261绪论1.1本课题研究背景数千年来，科学技术的发展促进着社会经济的发展，其中自动识别技术在人类工作生活中充当着不可或缺的重要地位。自动识别技术是指利用特定的电子设备，自动获取产品相关信息，同时将产品的相关信息输送给后台的计算机系统进行处理的一种技术。例如指纹识别技术，电子车牌号识别技术，条形码识别技术等等。条形码技术就是众多自动识别技术中的一种，它以成本低廉，识别速度快，准确度高，可靠性强等一系列优势广泛应用于物流信息管理系统，超市结账管理系统，图书馆管理系统，工业生产流程管理系统等等。可以说目前的条形码识别技术涉及到我们日常生活的大部分领域。它给我们的生活带来了太多的便捷同时也为我们的生产提高了效率。所以研究这样的一种技术的重要性就不言而喻了。1.2国内外研究现状20世纪70年代，我国在条形码领域的研究相对西方发达国家一直处于落后阶段，那时我们国家对于条形码技术仅仅处于一种简单了解的程度，并不能对条形码技术进行成熟的应用。到了20世纪80年代，随着我们国家的一些贸易出口单位以及相关科研部门对条形码识别技术的日益重视，我国的条形码技术研究事业开始进入高速发展时代。目前条形码技术正在与其他技术相互渗透，典型的有条形码技术与便携嵌入式设备为代表的移动计算技术。这些技术的结合很大程度上提高了我们的工作效率，所以条形码自动识别技术有着相当广阔的发展前景。就国际角度来看，自20世纪20年代提出条形码的概念以来，条形码技术已经发展长达近一个世纪的时间。所以早已对条形码技术能够进行成熟的应用。与此同时，条形码技术也在不断的升级发展，目前已经由简单的一维条码发展到二维条码。应用领域也从商业拓展到了现在的物流，仓储等领域。1.3课题设计目标及任务本设计是以单片机AT89C51为核心芯片，GDS光电检测开关为条形码扫描头，使用C语言在KeiluVision4软件平台编程实现。需要实现的目标是：（1）利用GDS光电检测开关扫描条形码之后，系统能够对扫描的条形码进行相应的译码功能；（2）系统内部译码成功之后，通过数据线，系统将译码的结果传送到计算机屏幕上进行显示。本设计利用软件AltiumDesigner进行初始的电路原理图设计，之后再利用AltiumDesigner根据原理图画出相应的PCB图，利用KeiluVision4进行程序部分的功能实现。最后按照电路图将相应的元器件焊接在PCB板上，然后进行调试，直至最终的功能实现为止。具体任务有：（1）条形码的硬件系统设计：①单片机晶振电路设计；②单片机复位电路设计；③信号采集电路设计；④串口通信电路设计；（2）条形码软件系统设计：①条形码扫描器的系统软件设计；②中断采集数据的程序设计；③译码程序的设计；⑤串口通信的程序设计；（3）系统调试。2条形码的编码原理2.1条形码的编码方法条形码的编码是根据条形码不同的“条”和“空”的来表示二进制的0和1，再根据这些“条”和“空”的不同组合来表示成不同的数字或者字符。以此来表示不同的商品信息。条码的码制有很多种，但大致上分类两大类，分别是宽度调节编码法和模块组配编码法，具体编码方法如下：2.1.1宽度调节编码法宽度调节编码法即条码符号中的条和空由宽、窄两种单元组成的条码编码方法。按照这种方式编码时，是以窄单元(条或空)表示逻辑值“0”，宽单元(条或空)表示逻辑值“l”。宽单元通常是窄单元的2～3倍。对于两个相邻的二进制数位，由条到空或由空到条，均存在着明显的印刷界限。39条码、库德巴条码及交插25条码均属宽度调节型条码。下面以交插25条码为例，简要介绍宽度调节型条码的编码方法。交插25条码是一种条、空均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。它的每一个条码数据符由5个单元组成，其中两个是宽单元（表示二进制的“1”）,三个窄单元(表示二进制的“0”)。图2.1是交插25码的一个示例。图2.1“3185”的交叉25码2.1.2模块组配编码法模块组配编码法即条码符号的字符由规定的若干个模块组成的条码编码方法。按照这种方式编码，条与空是由模块组合而成的。一个模块宽度的条模块表示二进制的“1”，而一个模块宽度的空模块表示二进制的“0”。商品条码模块的标准宽度是0.33mm，它的一个字符由2个条和2个空构成，每一个条或空由1～4个标准宽度的模块组成，每一个条码字符的总模块数为7。凡是在字符间用间隔(位空)分开的条码，称为非连续性条码。凡是在条码字符间不存在间隔(位空)的条码，称为连续性条码。模块组配编码法条码字符的构成如图2.2所示。图2.2模块组配编码法条码字符的构成2.2常见条形码的编码2.2.1交叉25码交叉25码是一种高密度的，可以嵌入任意数量数字的，长度可变化的数字条形码。该条形码是基于标准25码的规范改进而得来，它比标准25码有更高的密度与数据存储能力。交叉25码主要运用在物流行业与仓储业中。标准25码只用黑色条码代表数字0-9，而交叉25码既使用黑色条码也使用白色条码来代表0-9的数字。例如，标准25码会用前五个黑色条码表示第一个数字，用紧接着的五个黑色条码表示第二个数字；而交叉25码是使用前五条黑色条码表示第一个数字，而用介于前五个黑色条码中的白色条码表示第二个数字。这也是交叉25码名称的来源。交叉25