工业微型条码识别系统的软件设计与实现

计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书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 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 AbstractTHE INDUSTRYS MINI BAR CODE IDENTIFICATION SYSTEM SOFTWARE DESIGN AND IMPLEMENTATIONAbstractBarcode reading technology is important methods to information collection, automatic 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 system 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 MCU control SN9P701F , the physical volume than other barcode recognition Little a lot, The method 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;AT89S52 MCU;RS485计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书I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 SN9S102C .32.3 SONIX SN9P701F .32.4 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 SN9S102C .53.2 SONIX SN9P701F .53.2.1 SONIX SN9P701F 的描述 .53.2.2 SONIXSN9P701F 的特点 .53.3 AT89S52 单片机设计 .53.3.1 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 .13计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书II4.1 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 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计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书III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 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 。计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书1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 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 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 主要研究内容本次课程设计中，采用 AT89S52 作为系统的控制核心，与 SONIX SN9P701F，S ONIX 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 。计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书2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 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 。计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书3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 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 。O I D 图像识别设备D S P 图像处理设备如 S N 9 P 7 0 1A T 8 9 S 5 2 单片机R S 4 8 5接口转换上位机I2C拨码开关S O N I X S N 9 S 1 0 2 CD S P 图像处理设备S O N I X S N 9 P 7 0 1 F8 9 5 2 单片机4 8 5接口转换上位机拨码开关AB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 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 。计 算 机 信 息 工 程 学 院 毕 业 设 计 说 明 书42.5 拨码开关在 系 统 的 设 计 当 中 ， 拨 码 开 关 的 作 用 为 切 换 系 统 的 工 作 状 态 ， 拨 码 开 关