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基于 DSP 的便携式一维条码识别器

基于 DSP 的便携式一维条码识别器. 深圳大学信息工程学院 黄光齐 白 楠 唐 飞 史大昱. 设计目标. 以 TMS320F2808 DSP 处理器为核心，实现一个高性能的一维 条形码识别系统。 系统特点： 1 、便携 2 、识别速度快 3 、易于扩展 ，只需更改程序就可以完成条形码识别类型扩 展和算法升级 识别条形码类型： 1 、 UPC-A 2 、 UPC-E 3 、 EAN-13 4 、 EAN-8 5 、 Code 128.

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基于 DSP 的便携式一维条码识别器

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Presentation Transcript

  1. 基于DSP的便携式一维条码识别器 深圳大学信息工程学院 黄光齐 白 楠 唐 飞 史大昱

  2. 设计目标 以TMS320F2808 DSP处理器为核心，实现一个高性能的一维 条形码识别系统。 系统特点： 1、便携 2、识别速度快 3、易于扩展 ，只需更改程序就可以完成条形码识别类型扩 展和算法升级 识别条形码类型： 1、UPC-A 2、UPC-E 3、EAN-13 4、EAN-8 5、Code 128 SZU－TI DSP Lab 2

  3. 几种常见条形码

  4. 系统识别流程 系统主要工作包括：条形码信号采集、条形码信号处理、解码 后数据传送或储存。流程如下：

  5. 各系列DSP处理器性能对比 DSP处理器性能比较：

  6. TMS320F2808主要性能参数 经过分析比较，本设计选择了TMS320F2808处理器,其主要性能 如下： 1、主频：100MHz 2、运算速度：100MMACS(Multiply-Accumulates) 3、RAM:36KB 4、Flash：128KB 5、ADC:16通道 6、通信接口：35路GPIO/两组SCI( Serial Communications Interface)

  7. 系统硬件电路结构图

  8. 条形码扫描头 条形码扫描头我们选择了 Metrologic公司出品的IS4110,它具 有如下特点： 1、体积小，功耗低。 2、有一个10线的带状接口，除 了数据信号外，还有一些控制和状 态信号，方便处理器对进行扫描控 制。 3、扫描速度快，可达每秒钟60 线，完全满足一维条形码识别的需 要。

  9. 电源模块 （1） 系统由3.6V的锂电池供电，但系统采用的条形码扫描头需要5V 电压供电。所以，我们首先要把3.6V的电压升压到5V输出。电路 图如下：

  10. 电源模块 （2） TMS320F28x系列DSP处 理器采用低压设计，可 节省系统的功耗。其中 I/O电源采用3.3V内核 电源采用1.8V。需要将 5.0V的电压稳定降压到 1.8V和3.3V为DSP供电。 如右图：

  11. 时钟模块 原始的时钟信号可以来自于外部振荡器。本设计采用内部振荡器 方式，由一个20MHz的石英晶振提供参考频率，用两个电容滤除波。 电路图如下：

  12. PLL倍频 本系统时钟由外接石英晶体配合内部振荡器生成，通过设置PLLCR 寄存器可以实现0.5-5倍的倍频。参考如下表。

  13. 系统复位电路 通过HD6305掌上电脑控制系统的复位。电路图如下：

  14. A/D转换模块 （1） 这里的A/D转换模块主要是指DSP处理器上A/D转换器所需要的外 围电路。 注意问题： 为了获得更高精度的模数转换结果，在布PCB板时连接ADCINxx 引脚的模拟输入信号线要尽可能远离数字电路的信号线。为减少因 数字信号的转换产生的耦合，需要将ADC模块的模拟电源和数字电源 隔离。

  15. A/D转换模块 （2） A/D转换模块电路图如下：

  16. 扫描控制模块 （1） 扫描头输出的信号是以5.0V为标准的TTL电平，而DSP处理器的I/O 引脚都是满足3.3V标准的CMOS电平，通信过程要注意电平之间的转 换。本系统用三极管实现升压，电阻分压实现降压，共同完成了TTL 电平与CMOS电平之间的转换。 升压电路图如下：

  17. 扫描控制模块 （2） 分压电路图如下：

  18. HD6305掌上电脑接口 脱机工作时候，系统的工作主要由HD6305掌上电脑控制，其接 口如下图：

  19. 通信模块 （1） 为了条形码解码后显示，系统通过一组SCI（串行通信接口）实现 DSP与HD6305手持式IC卡掌上电脑的通信。电路图如下：

  20. 通信模块 （2） TMS320F2808与PC的UART口有相同的数据传输格式，不需要外接其 它串口通信芯片，经过电平转换后就可以直接与UART口连接，进行数 据传输。电路图如下：

  21. 系统软件设计 系统软件设计主要由5部分组成： 1、系统初始化－－初始化CPU与外设时钟，初始化引脚功能，初始化外设，初始化中断。 2、信号采集－－控制扫描头采集条码信号。 4、条形码解码－－根据不同的编码方法，选择相对应的算法，解出每个条形码字符所包含的信息。 5、条形码信息传送或存储 －－连机工作是系统与PC通信，脱机工作时，将解码后的数据储存在Flash中。

  22. 系统流程图

  23. 设计难点 1、为了实现便携特点，需要把PCB板设计得比较小，对芯片的选 择和PCB的布线带来困难。 2、整个系统要节能，软件、硬件都要充分考虑。 3、算法。

  24. 解决办法（1） 1、尽量选择体积更小的芯片。例如：

  25. 解决办法（2） 2、通过软件设置系统的节能状态。硬件上，可以用统一开关控制 电路的工作或休眠。例如：

  26. 所犯错误

  27. 系统照片 。

  28. The end!

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