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采用DSP56F826芯片的二維條碼掃描器系統(tǒng)介紹

作者: 時間:2012-06-26 來源:網(wǎng)絡 收藏

 框圖

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/148851.htm

  為核心控制模塊, 使用CMOS數(shù)字圖像傳感,圖像采集分辨率可達640×480像素。當需要進行高分辨率的圖象采集時,可改用1024×1024像素的(成本將隨之增加)。譯碼可靠性高。目前得到的誤碼率不超過6萬分之一,并且還在不斷改進,期望誤碼率不超過2000萬分之一。RS-232通訊接口,將獲取的信息實時上傳給計算機顯示處理。糾錯等級達到8級,糾錯能力強。

  框圖如圖(1)所示。CMOS圖像傳感芯片為光電轉換元件,用與采集圖像,直接輸出為數(shù)字信號。由外部擴展SRAM存儲該數(shù)據(jù),再送到DSP,進行圖像處理、碼字分割、碼字識別、信號糾錯等,當一組二維條碼信息的識別完成以后,服務程序控制I/O接口給出中斷申請信號,DSP響應此中斷申請,進入中斷服務程序。譯碼后的二維條碼數(shù)據(jù)從I/O口經(jīng)SCI RS-232傳送至計算機,并在屏幕上顯示。軟件程序和PDF417碼本都儲存在DSP芯片中的FLASH內(nèi),而動態(tài)采集到的二維條碼圖象數(shù)據(jù)則儲存在SRAM內(nèi)。

  


  圖1 二維條碼框圖

  系統(tǒng)硬件設計

  系統(tǒng)硬件電路主要包括以下七個部分:條碼圖象采集電路、DSP主控電路、存儲器擴展電路、輸出接口電路、復位與時鐘電路、電源控制電路、照明控制電路。

  條碼圖象采集電路

  該電路以OV7120黑白圖像傳感芯片為核心,該芯片分辨率達到640×480像素,成像速度為30幀/秒,采取逐行掃描方式,輸出為數(shù)字信號。此芯片功耗低,價格便宜,雖然CCD芯片在信噪比、靈敏度、成像質(zhì)量等方面優(yōu)于CMOS芯片,但在本系統(tǒng)設計中,CMOS芯片較為合適。

  條碼圖像采集電路(圖2)中,Y0-Y7為總線數(shù)字輸出,HREF為水平參考信號,即行掃描信號;VSYN為垂直同步信號,即場同步信號。PCLK為像素時鐘輸出。該電路使用5V直流電,由電源控制電路提供。雖然該芯片使用5V工作電壓,但它提供3.3V的I/O口,所以它可以與I/O電壓為3.3V的DSP直接相連接,不需要電平轉換。當DSP接收到VSYN信號時,表示芯片開始采集第一幀條碼圖像數(shù)據(jù),隨后接收到HREF信號,芯片開始進行第一行的數(shù)據(jù)采集,每來一個PCLK信號,芯片就采集一個像素點的信號,當DSP接收到下一個HREF信號,芯片就進行第二行的數(shù)據(jù)采集,直到采集完640行的數(shù)據(jù),芯片停止采集。當DSP收到下一個VSYN信號時,表示芯片采集下一幀的數(shù)據(jù)。

  

  圖2 條碼圖象采集電路框圖

  DSP主控電路

  如圖1所示,該電路以為核心。當OV7120圖像傳感芯片準備采集條碼圖像數(shù)據(jù)時,DSP發(fā)出一個初始信號,控制SRAM重新分配地址塊,同時圖像傳感芯片開始采集條碼圖象數(shù)據(jù)。采集完數(shù)據(jù)并送到SRAM中儲存后,DSP開始調(diào)用處理程序對數(shù)據(jù)進行譯碼,譯碼完成后,通過SCI RS-232將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C。

  存儲器擴展電路

  由于片內(nèi)提供的RAM只有4.5K字,而RAM中需存放大量動態(tài)采集到的條碼圖象數(shù)據(jù),從條碼采集電路傳送過來的數(shù)據(jù)按如下計算:

  640×480×4-bit = 1228800 bits

  所以我們選用128K×16-bit 的IS61LV12816作為外部擴展,來滿足系統(tǒng)需要。

  DSP56F826為外部地址總線和外部數(shù)據(jù)總線分別提供了16個引腳,為總線控制提供了4個引腳,給擴展外圍電路提供了方便。我們分開程序區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)的接口方法,采用程序選通線(/PS)接SRAM的A0地址線來實現(xiàn)。因此,數(shù)據(jù)區(qū)為SRAM的前64K(0000H_FFFFH),程序區(qū)為SRAM的后64K(10000H_1FFFFH)。對DSP而言,數(shù)據(jù)區(qū)和程序區(qū)的地址均為0000H_FFFFH。

  輸出接口電路

  該電路使用異步串口RS-232,選用MAX202E芯片作為電平轉換收發(fā)器。該芯片最高數(shù)據(jù)處理速率可達120Kbps,滿足傳送二維條碼數(shù)據(jù)的要求。經(jīng)過DSP譯碼后的數(shù)據(jù)信號TXD0通過T1IN引腳進入MAX202E,信號的電平被提高后,經(jīng)T1OUT引腳輸出,再通過SCI RS-232接口中的TXD口,將譯碼后數(shù)據(jù)傳送給計算機。R1IN為接收輸入信號,R1OUT為接收輸出信號。

  復位與時鐘電路

  雖然DSP內(nèi)置了COP模塊,可以完成watchdog功能,當DSP內(nèi)核電壓VDD低于2.2V或者I/O口電壓VDDIO低于2.7V,系統(tǒng)自動復位。我們還專門加了外部RESET,防止系統(tǒng)受到外界干擾或電源波動時出現(xiàn)死機現(xiàn)象。

  DSP56F826的系統(tǒng)時鐘由晶振提供。我們用DSP芯片內(nèi)部提供的晶振電路,在EXTAL和XTAL之間接一外部晶體(4MHz)。


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