1、 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
2、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 Abstract THE INDUSTRYS MINI BAR CODE IDENTIFICATION SYSTEM SOFTWARE DESIGN AND IMPLEMENTATION Abstract Barcode reading technology is important methods to information
3、 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 recogni
4、tion 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 recognitio
5、n 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. Keyword
6、s: 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 . 1 1.1 课题的背景和意义 . 1 1.2 主要研究内容 . 1 1.3 论文的结构安排 . 1 1.4 本章小结 . 2 第 2章 系统总体框架设计 . 3 2.1 系统结构框图 . 3 2.2 SONIX SN9S102C . 3 2.3 SONIX SN9P701F . 3 2.4 单片机模块 . 3 2.5 拨码开关 . 4 2.6 RS485 串口通信模块 . 4 2.7 I2C总线 . 4 2.8 本章小结 . 4 第 3章 系统硬件介
7、绍 . 5 3.1 SONIX SN9S102C . 5 3.2 SONIX SN9P701F . 5 3.2.1 SONIX SN9P701F 的描述 . 5 3.2.2 SONIXSN9P701F 的特点 . 5 3.3 AT89S52 单片机设计 . 5 3.3.1 单片机的主要性能 . 6 3.3.2 单片机最小系统概述 . 6 3.3.3 AT89S52 单片机最小系统电路图 . 6 3.4 单片机的控制方案与选择 . 7 3.4.1 控制概述 . 7 3.4.2 双向接口 . 8 3.4.3 数据形式 . 10 3.4.4 控制时间 . 11 3.5 本章小结 . 12 第 4章
8、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 II 4.1 系统流程图 . 13 4.2 系统初始化设计 . 13 4.3 SONIX SN9P701F 控制程序设计 . 15 4.4 RS485 串口通信程序设计 . 17 4.4.1 数据初始发送程序设计 . 18 4.4.2 发送程序设计 . 18 4.4.3 接收程序设计 . 19 4.6 本章小结 . 20 第 5章 系统程序实现与调试 . 22 5.1 调试环境及调试步骤 . 22 5.1.1 调试环境 . 22 5.1.2 调试步骤 . 22 5.2 Keil uVision4 中调试结果及分析 . 22 5.2
9、.1 Keil uVision4 中的调试 . 22 5.2.2 实物图演示结果分析 . 24 5.4 本章小结 . 24 第 6章 总结与展望 . 26 6.1 总结 . 26 6.2 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
10、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
11、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
12、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
13、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， 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
14、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
15、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
16、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 C图 像 处 理 设 备S O N I X S N 9 P 7 0 1 F单 片 机接 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 SN9S102C SONIX SN9S102C 为 图像传感器 模块 ， 是把
17、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 SN9P701F SONIX 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 S
18、N9P701F。 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 4 2.5 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 AT89S5
19、2 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。
