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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

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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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几种常见条形码

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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：

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各系列 DSP 处理器性能对比

DSP 处理器性能比较：

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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)

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系统硬件电路结构图

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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。

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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：

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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：

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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：

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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。

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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：

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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。

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A/D转换模块 （ 2 ）

A/D 转换模块电路图如下：

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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：

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扫描控制模块 （ 2 ）

分压电路图如下：

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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：

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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：

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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：

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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。

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系统流程图

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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。

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解决办法（ 1 ）

1 、尽量选择体积更小的芯片。例如：

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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：

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所犯错误

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系统照片

。

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The end!