工业微型条码识别系统的软件设计与实现设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流工业微型条码识别系统的软件设计与实现设计.精品文档.工业微型条码识别系统的软件设计与实现摘要条形码读取技术是信息采集,自动识别、功能获取的重要方法。条形码信息主要包括产地、制造厂家、商品完备的编号、生产日期、书籍的出版时间、种类、保质期等,在众多领域都得到广泛使用。本论文设计了微型条码识别系统。该系统主要由SONIX SN9S102C,SONIX SN9P701F和AT89S52单片机组成。AT89S52为主控制器配合外围设备与RS485的数据通信将数据传输并显示在上位机上。这次毕业设计使用了单片机控制SN9P701F,使实物的体积较其他条形
2、码识别器小了很多。该方法不仅大大缩小了设备的成本,更重要的是这种识别器便于人们携带。最后本论文实现了条码识别系统的软件部分,并通过了测试与调试,基本上完成了目标和要求。关键词:条形码;SONIX SN9P701;AT89S52单片机;RS485 THE INDUSTRYS MINI BAR CODE IDENTIFICATION SYSTEM SOFTWARE DESIGN AND IMPLEMENTATIONAbstractBarcode reading technology is important methods to information collection, automatic
3、identification and the function gets. Barcodes main information include Origin, the manufacturers number, production date, complete goods, books, publication date, type, expiration date, and so on,which are generally used in many areas. This thesis designs mini barcode recognition system , the syste
4、m consist of the SONIX SN9S102C, SONIX SN9P701F and AT89S52 MCU. AT89S52 MCU combined with other devices and display of data communication with the rs485 on the host computer.This graduation project uses MCUcontrol SN9P701F , the physical volume than other barcode recognition Little a lot, The metho
5、d has not only greatly reduced the cost of equipment, and more importantly, this recognition can be easy to people carry. Finally the thesis completes barcode recognitions software system, and passes the test and debug, basically completed the goals and requirements.Keywords: Barcode; SONIX SN9P701;
6、AT89S52 MCU;RS485第1章 绪论11.1 课题的背景和意义11.2 主要研究内容11.3 论文的结构安排11.4 本章小结2第2章 系统总体框架设计32.1 系统结构框图32.2 SONIX SN9S102C32.3 SONIX SN9P701F32.4 单片机模块32.5 拨码开关42.6 RS485串口通信模块42.7 I2C总线42.8 本章小结4第3章 系统硬件介绍53.1 SONIX SN9S102C53.2 SONIX SN9P701F53.2.1 SONIX SN9P701F的描述53.2.2 SONIXSN9P701F的特点53.3 AT89S52单片机设计53.
7、3.1 单片机的主要性能63.3.2 单片机最小系统概述63.3.3 AT89S52单片机最小系统电路图63.4 单片机的控制方案与选择73.4.1 控制概述73.4.2 双向接口83.4.3 数据形式103.4.4 控制时间113.5 本章小结12第4章 系统软件的详细设计134.1 系统流程图134.2 系统初始化设计134.3 SONIX SN9P701F控制程序设计154.4 RS485串口通信程序设计174.4.1 数据初始发送程序设计184.4.2 发送程序设计184.4.3 接收程序设计194.6 本章小结20第5章 系统程序实现与调试225.1 调试环境及调试步骤225.1.1
8、 调试环境225.1.2 调试步骤225.2 Keil uVision4中调试结果及分析225.2.1 Keil uVision4中的调试225.2.2 实物图演示结果分析245.4 本章小结24第6章 总结与展望266.1 总结266.2 展望26结束语27致谢28参考文献29附录A 总程序30前言随着条码逐渐走入我们的生活,条形码识别技术越来越得到人们的重视和利用,利用条形码获取信息的优点是:获取信息速度快,信息读取量大,高效率等。尤其是在经济全球化后,条形码识别对生活有着非凡的意义。但是普通的条码识别器依旧有很多问题,比如:体积大不利于携带等问题一直影响着我们对条形码的利用。这不仅对商品
9、的流通造成了堵塞,也对时间利用造成了极大的浪费。同时,条形码的种类也进行着不断的变化和改革,EAN码,UPC码,39码的不断问世,注定着条形码识别的发展进入一个新的时代。本次毕业设计使用AT89S52单片机和SONIX SN9P701F设计出由单片机控制的微型条码识别系统,实现人们随时随地对条形码的获取与识别。第1章 绪论1.1 课题的背景和意义不同规格的白缝隙和黑条组成了条形码,然后它们按照已有的编码规则形成了我们日常生活中经常见到的条形码,用它们来记录并传输一些人们交易所要用到的信息。恰好是由于这些反射率差异很大的条形码能够方便快捷的反应各个条形码中所包含的信息,让人们在很短的时间内获取最
10、有用的信息,所以在物品交易,图书借阅,科研开发,工业制造等许多产业中都起着不可或缺的作用。工业微型条码识别系统主要用于SMT机器工作位置的检测,预防工作出错产生误安装。微条码的发展应用基本可以划分为两个时期:第一时期是非人工结算,这个时期主要是应用于企业的内部架构。为企业之间信息交流提供了很大的便利,第二个时期是所有商品的供销管理,产品物流,企业的连锁化运营。在我国,应用条形码技术的现状大概处于第二个阶段,而且很大程度上识别设备还要借鉴国外的产品,所以与国外产品差距很大。在逐渐融入全球化的中国,大量商品的进出口已经成为现实,相信在不久的将来,条形码将处于全速发展的时代。条形码是物流技术的核心与
11、关键,有效的条码识别软件能高效的实现对条形码的阅读,对条形码的发展与应用提供了帮助。由于条形码与我们的生活息息相关,在工业生产中,伴随着交易数量的持续增加和服务质量的不断提高,产品进出口公司业务量和繁琐程度越来越大,工业微型条码软件系统便应运而生。目前,我们是将SONIX SN9P701F,AT89S52单片机和SONIX SN9S102C等设备连接在一起,具有高效化、小型化、规范化的优点。让合理的软件算法与简便的读取设备相结合,帮助人们对商品信息进行及时准确的分析处理,从而让条形码更简化了我们工作时的识别过程。本设计主要是单片机配合外围设备实现该条码识别系统的软件部分。1.2 主要研究内容本
12、次课程设计中,采用AT89S52作为系统的控制核心,与SONIX SN9P701F,SONIX SN9S102C等设备配合实现条形码的识别和信息的获取。1.3 论文的结构安排本文根据本次毕业设计的要求,将论文分为六章,具体内容如下:第1章 绪论,介绍了我国条形码领域的发展状况、本课题研究的应用和意义,以及本人对课题的实现思路。第2章 系统总体框架设计,简单的概括一下这次毕业设计的思路,分析各设备的作用。第3章 系统硬件介绍,概述了本次毕业设计所使用到的设备,如SONIX SN9S102CE,SONIX SN9P701F, AT89S52等等。 第4章 系统软件的详细设计,根据现有硬件资源,设计
13、程序的流程图并写出程序,详细介绍每部分程序的意义。 第5章 系统程序实现与调试,介绍调试步骤,当程序在Keil uVision4中编译成功后,通过USBasp烧录至单片机。第6章 总结与展望,对已经完成的毕业设计进行总结,分析系统设计的不足之处。1.4 本章小结本章主要介绍了本次毕业设计的研究情况和背景,并说明该领域存在的问题和现状,阐述自己的设计方向并概述设计思路。同时介绍硬件的使用情况和详细介绍这次毕业论文的组成结构。第2章 系统总体框架设计2.1 系统结构框图这次毕业设计的思路是这样的,首先通过拨码开关对单片机的控制让SONIX SN9P701F获取条形码的各种信息,再通过RS485传输
14、到上位机中,由于现在PC机大都使用RS232接口或者USB接口,所以需要一个接口转换器让信息成功传输至上位机中。系统总体设计框图如图2-1所示。图2-1系统总体设计框图2.2 SONIX SN9S102CSONIX SN9S102C为图像传感器模块,是把需要扫描的外部信号转换成电信号,以便传输给识别模块,一般来说,它是由感知元件和转换器件构成的。市场上的图像传感器千差万别,但是根据体积,光学分辨率等因素,最后决定采用SONIX SN9S102C,这是一种高度集成的有源像素图像传感器,采用0.35um CMOS技术制成。2.3 SONIX SN9P701FSONIX SN9P701F为本设计的图
15、像处理模块,在光信号被转换成电信号后,图像处理模块需要对电信号进行处理,比如信号分析,滤波,信号的调制与解调等。然后把电信号传给单片机。为了满足实物的微型化并配合SN9S102C图像传感器,这次设计采用了SONIX SN9P701F。2.4 单片机模块单片机是这次设计的核心模块,它起着控制条码的读取,传输数据,控制RS485通信等功能,所以它必须有多引脚,但是单片机的体积要尽量的小。考虑各方面因素,我选用了ATMEL公司的AT89S52单片机,在PDIP封装, PLCC封装, TQFP封装等型号中选择了TQFP44引脚封装型号,符合设计的微型化。2.5 拨码开关在系统的设计当中,拨码开关的作用
16、为切换系统的工作状态,拨码开关共有四个键,每一个键对应着单片机不同的功能。 2.6 RS485串口通信模块这次毕业设计的AT89S52单片机和上位机之间的通信都是通过RS485进行通信,RS485串口通信有三根线,分别是RXD输入线,TXD输出线和控制线。但是由于RS485在上位机上用的较少,最后要通过一个转换器转换为RS232或是USB接口进行通信。2.7 I2C总线I2C总线是一种比较普遍的传输总线,本设计中用来连接单片机和SONIX SN9P701F,使其之间保持良好的通信。I2C的本质就是两根I/O总线,一根时钟线,一根数据线,并且能很好的完成半双工的数据通信。2.8 本章小结本章介绍
17、了这次毕业设计的主要设计思路,各设备之间如何架构与各设备的作用。主要是拨码开关控制单片机,然后单片机控制SN9P701F开始扫描条形码,最后通过RS485和接口转换器显示在PC或上位机上。单片机控制SN9P701F方面,主要是通过SCK和SDIO两根线通信,SCK为时钟线,SDIO为数据线,两根线的相互作用控制着SN9P701F的读与写。第3章 系统硬件介绍3.1 SONIX SN9S102CSONIX SN9P701C条形码扫描器是光学图像传感器组件,这是一款高集成的有源像素传感器并装配了3.5CMOS技术,为了有最小化的I/O引脚,原来输出的8位引脚通过2根总线传输数据。它的 CMOS传感
18、器在一个12引脚的CSP封装包里,SONIX SN9P701C提供了一个低成本的方法进行条形码识别。3.2 SONIX SN9P701F3.2.1 SONIX SN9P701F的描述SN9P701F 是第二代解码器,它的设计是为了应用松翰最新发展D.H.R.T.技术。它整合了一些方案包括CMOS感应界面,图像部分识别工具,稳压器,RC振荡器和恢复指针输出界面。3.2.2 SONIXSN9P701F的特点1支持光点图像格式2核心电压工作范围:3.0V 3.6V 3校准器输入:3.6v5v4最低功率损耗:3mA5截止电流:10uA6内含16位dsp的传感器控制和图像部分识别7光源定时控制8嵌入式电
19、压稳定9嵌入式16Mhz RC标准振荡电路10嵌入式低电压检测11 48引脚LQFP包3.3 AT89S52单片机设计本设计用到的单片机是AT89S52,AT89S52作为硬件的控制部分,主要起到了控制外围设备的作用。由于该毕业设计需要满足单片机多引脚,体积小,支持RS485通信来实现简单的工业控制,所以本论文使用TFQP44封装的AT89S52单片机。AT89S52是一种极高效能CMOS、低能耗的8位小型控制处理器,在系统可编程Flash 存储器有8k容量。它使用的高密度不易丢失性存储技术来自Atmel 公司,而且与工业使用的80C51系列产品引脚和指令完全相互兼容。单片机上的Flash允许
20、程序存储器是可编程片上系统,单片机也适用于普遍的其它编程器。在芯片上,拥有简单实用的8 位CPU 与Flash系统可编程,使得许多简便、高效的解决方法能在AT89S52单片机上实现应用。并且AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作状态,支持2种不同软件的可选择节电模式。在空闲模式下,CPU停止运行,但允许定时器/计数器、RAM、串口和中断继续运行。单片机的掉电保护方式为RAM中的内容被保留,晶体振荡器停止工作,单片机停止当前一切工作,直到下一个中断或手动硬件复位为止。3.3.1 单片机的主要性能单片机的AT89S52拥有以下一些标准功能: 256字节容量的RAM,32 位的I/O 口总线和看
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