DSP基条码扫描器
时间：10-02
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DSP基条码扫描器
目前，在市场上通常使用的条形码是一维条形码，它含有的信息量很小，一般需要后台数据库支持。二维条形码则有很大的数据容量，在一定情况下不需要后台数据库的支持，并且可以形成便携式数据文件进行离线传输，它的纠错能力极强，文件的局部破损、污染不会影响数据的准确读出。二维条码可对字符、汉字、图像、签字等进行编码，应用范围十分广阔。
系统框图
系统以DSP56F826芯片为核心控制模块， 使用CMOS数字图像传感芯片，图像采集分辨率可达640×480像素。当需要进行高分辨率的图象采集时，可改用1024×1024像素的芯片(成本将随之增加)。译码可靠性高。目前得到的误码率不超过6万分之一，并且还在不断改进，期望误码率不超过2000万分之一。采用RS-232通讯接口，将获取的二维条码信息实时上传给计算机显示处理。纠错等级达到8级，纠错能力强。
二维条码扫描器系统框图如图(1)所示。CMOS图像传感芯片为光电转换元件，用与采集二维条码图像，直接输出为数字信号。由外部扩展SRAM存储该数据，再送到DSP，进行图像处理、码字分割、码字识别、信号纠错等，当一组二维条码信息的识别完成以后，服务程序控制I/O接口给出中断申请信号，DSP响应此中断申请，进入中断服务程序。译码后的二维条码数据从I/O口经SCI RS-232传送至计算机，并在屏幕上显示。软件程序和PDF417码本都储存在DSP芯片中的FLASH内，而动态采集到的二维条码图象数据则储存在SRAM内。
图1 二维条码扫描器框图
系统硬件设计
系统硬件电路主要包括以下七个部分：条码图象采集电路、DSP主控电路、存储器扩展电路、输出接口电路、复位与时钟电路、电源控制电路、照明控制电路。
条码图象采集电路
该电路以OV7120黑白图像传感芯片为核心，该芯片分辨率达到640×480像素，成像速度为30帧/秒，采取逐行扫描方式，输出为数字信号。此芯片功耗低，价格便宜，虽然CCD芯片在信噪比、灵敏度、成像质量等方面优于CMOS芯片，但在本系统设计中，采用CMOS芯片较为合适。
条码图像采集电路(图2)中，Y0-Y7为总线数字输出，HREF为水平参考信号，即行扫描信号；VSYN为垂直同步信号，即场同步信号。PCLK为像素时钟输出。该电路使用5V直流电，由电源控制电路提供。虽然该芯片使用5V工作电压，但它提供3.3V的I/O口，所以它可以与I/O电压为3.3V的DSP直接相连接，不需要电平转换。当DSP接收到VSYN信号时，表示芯片开始采集第一帧条码图像数据，随后接收到HREF信号，芯片开始进行第一行的数据采集，每来一个PCLK信号，芯片就采集一个像素点的信号，当DSP接收到下一个HREF信号，芯片就进行第二行的数据采集，直到采集完640行的数据，芯片停止采集。当DSP收到下一个VSYN信号时，表示芯片采集下一帧的数据。
图2 条码图象采集电路框图
DSP主控电路
如图1所示，该电路以DSP56F826为核心。当OV7120图像传感芯片准备采集条码图像数据时，DSP发出一个初始信号，控制SRAM重新分配地址块，同时图像传感芯片开始采集条码图象数据。采集完数据并送到SRAM中储存后，DSP开始调用处理程序对数据进行译码，译码完成后，通过SCI RS-232将数据传输到计算机。
存储器扩展电路
由于DSP56F826片内提供的RAM只有4.5K字，而RAM中需存放大量动态采集到的条码图象数据，从条码采集电路传送过来的数据按如下计算：
640×480×4-bit = 1228800 bits
相关型号：MC9S12E128CPV ADM1024ARU-REEL 74LCX138MX TPS2224DBR BU8241F http://www.yule2000.com/MC9S12E128CPV_ic.htm http://www.yule2000.com/ADM1024ARU-REEL_ic.htm http://www.yule2000.com/74LCX138MX_ic.htm http://www.yule2000.com/TPS2224DBR_ic.htm http://www.yule2000.com/BU8241F_ic.htm
目前，在市场上通常使用的条形码是一维条形码，它含有的信息量很小，一般需要后台数据库支持。二维条形码则有很大的数据容量，在一定情况下不需要后台数据库的支持，并且可以形成便携式数据文件进行离线传输，它的纠错能力极强，文件的局部破损、污染不会影响数据的准确读出。二维条码可对字符、汉字、图像、签字等进行编码，应用范围十分广阔。
系统框图
系统以DSP56F826芯片为核心控制模块， 使用CMOS数字图像传感芯片，图像采集分辨率可达640×480像素。当需要进行高分辨率的图象采集时，可改用1024×1024像素的芯片(成本将随之增加)。译码可靠性高。目前得到的误码率不超过6万分之一，并且还在不断改进，期望误码率不超过2000万分之一。采用RS-232通讯接口，将获取的二维条码信息实时上传给计算机显示处理。纠错等级达到8级，纠错能力强。
二维条码扫描器系统框图如图(1)所示。CMOS图像传感芯片为光电转换元件，用与采集二维条码图像，直接输出为数字信号。由外部扩展SRAM存储该数据，再送到DSP，进行图像处理、码字分割、码字识别、信号纠错等，当一组二维条码信息的识别完成以后，服务程序控制I/O接口给出中断申请信号，DSP响应此中断申请，进入中断服务程序。译码后的二维条码数据从I/O口经SCI RS-232传送至计算机，并在屏幕上显示。软件程序和PDF417码本都储存在DSP芯片中的FLASH内，而动态采集到的二维条码图象数据则储存在SRAM内。
图1 二维条码扫描器框图
系统硬件设计
系统硬件电路主要包括以下七个部分：条码图象采集电路、DSP主控电路、存储器扩展电路、输出接口电路、复位与时钟电路、电源控制电路、照明控制电路。
条码图象采集电路
该电路以OV7120黑白图像传感芯片为核心，该芯片分辨率达到640×480像素，成像速度为30帧/秒，采取逐行扫描方式，输出为数字信号。此芯片功耗低，价格便宜，虽然CCD芯片在信噪比、灵敏度、成像质量等方面优于CMOS芯片，但在本系统设计中，采用CMOS芯片较为合适。
条码图像采集电路(图2)中，Y0-Y7为总线数字输出，HREF为水平参考信号，即行扫描信号；VSYN为垂直同步信号，即场同步信号。PCLK为像素时钟输出。该电路使用5V直流电，由电源控制电路提供。虽然该芯片使用5V工作电压，但它提供3.3V的I/O口，所以它可以与I/O电压为3.3V的DSP直接相连接，不需要电平转换。当DSP接收到VSYN信号时，表示芯片开始采集第一帧条码图像数据，随后接收到HREF信号，芯片开始进行第一行的数据采集，每来一个PCLK信号，芯片就采集一个像素点的信号，当DSP接收到下一个HREF信号，芯片就进行第二行的数据采集，直到采集完640行的数据，芯片停止采集。当DSP收到下一个VSYN信号时，表示芯片采集下一帧的数据。
图2 条码图象采集电路框图
DSP主控电路
如图1所示，该电路以DSP56F826为核心。当OV7120图像传感芯片准备采集条码图像数据时，DSP发出一个初始信号，控制SRAM重新分配地址块，同时图像传感芯片开始采集条码图象数据。采集完数据并送到SRAM中储存后，DSP开始调用处理程序对数据进行译码，译码完成后，通过SCI RS-232将数据传输到计算机。
存储器扩展电路
由于DSP56F826片内提供的RAM只有4.5K字，而RAM中需存放大量动态采集到的条码图象数据，从条码采集电路传送过来的数据按如下计算：
640×480×4-bit = 1228800 bits
相关型号：MC9S12E128CPV ADM1024ARU-REEL 74LCX138MX TPS2224DBR BU8241F http://www.yule2000.com/MC9S12E128CPV_ic.htm http://www.yule2000.com/ADM1024ARU-REEL_ic.htm http://www.yule2000.com/74LCX138MX_ic.htm http://www.yule2000.com/TPS2224DBR_ic.htm http://www.yule2000.com/BU8241F_ic.htm
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