专利名称：一维条码阅读器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可用于物流、仓储管理、商场购物付款等功能的一维条码阅读器。
背景技术：
随着现代物流业和商业的不断发展，各种条码阅读器越来越多地被应用于仓库、商场、医院等场所，以达到自动化管理、节约人力成本等目的。
条码阅读器是用于读取条码中所包含的信息的设备，条码阅读器中通常包括以下几部分光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、输出接口。其中的光源、接收装置、光电转换部件这三部分通常又组合为扫描头；而译码电路的输出接口则组合为译码模块。如图1所示，工作时，由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，因条码为黑色而条码之间的空隙为白色，所以被反射回来的光会有所不同，这些反射光经过光学系统成像在光电转换器上之后，使光电转换器产生对应的电信号，该电信号经过电路放大后产生一个如图1中第二行所示的模拟电压，它与被反射回来的光成正比；如图1中的第三行所示，该模拟电压经过滤波、整形后，可形成与模拟信号对应的方波信号；将该方法信号送到译码电路，即可按预定规则处理为计算机可以直接接受的数字信号。
然而，现有的条码阅读器都是通过模拟电路来实现从模拟电信号到数字信号的数字化处理。其缺点是容易产生各种噪声和干扰，从而降低了提取信号的信噪比，制约了译码性能。
实用新型内容针对现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决现有条码阅读器中因使用普通模拟电路对扫描信号进行整形处理会制约译码性能的问题。
本实用新型的技术方案在于，构造一种一维条码阅读器，包括光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、以及输出接口；其中，所述译码电路中包括一个用于完成控制功能以及对模拟信号的整形、译码功能的微处理器，以及一个受所述微处理器控制、用于对所述光电转换部件的输出信号进行快速自适应放大处理的自动增益电路；所述自动增益电路的输入端与所述光电转换部件的输出端连接，其输出端则与所述微处理器的高速模拟信号输入端连接；所述微处理器的数据输出端与所述输出接口连接，可对所述自动增益电路所输入的信号进行整形、译码以输出相应的条码数据。
本实用新型中，所述自动增益电路最好所述自动增益电路包括一个数字电位器、一个放大器、以及相应的外围元件，从而构成一个数字调节自动增益电路；另外，所述输出接口最好为串行输出接口。
本实用新型中，所述光源、接收装置、光电转换部件可组成一个扫描头模块；此时，所述一维条码阅读器中还包括一个与所述微处理器连接、用于控制所述扫描头模块之工作状态的开关控制电路。
本实用新型中，所述扫描头开关控制电路、所述译码电路中的微处理器和自动增益电路、以及所述输出接口组成一个译码模块；此时，所述扫描头模块与译码模块之间可通过一个扫描头接口连接，以传递所需的控制信号及扫描信号。
本实用新型中，所述微处理器最好为飞利浦公司的以下任一款型号的芯片LPC2114、LPC2124、LPC2119、LPC2129、LPC2132、LPC2134、LPC2136、LPC2138、LPC2144、LPC2146、LPC2148、LPC2194、LPC2212、LPC2214、LPC2292、LPC2294等。
从上述方案上可以看出，本实用新型的一维条码阅读器可根据扫描头模块所输入的模拟扫描信号进行识别和译码，并提供串行接口将译码结果输出到外部计算机。由于利用微处理器接口实现高速率模拟信号采样，再通过软件方法对采样信号进行整形和识别，所以解决了现有技术中因为使用模拟电路进行信号整形导致的系统性能不稳定的问题；同时，由于采用了自动增益电路对扫描信号进行快速的自适应放大处理，所以可提高信噪比、条码识读能力、以及条码阅读速度。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是条码阅读器的工作原理示意图；图2是本实用新型中的一维条码阅读器的原理框图；图3是本实用新型一个优选实施例中一维条码阅读器的译码模块的电路图。
具体实施方式
本实用的一个优选实施例中的一个一维条码阅读器的原理如图2所示。从图中可以看出，其中包括译码模块100和扫描头模块200。由背景技术部分可知，扫描头模块200中包括光源、接收装置、以及光电转换部件，此处不再详述。
本实施例的一维条码阅读器与传统同类产品的区别在于译码模块部分，从图2中可以看出，译码模块中包括微处理器101、自动增益电路102、串行输出接口103、以及开关控制电路104。在图2中，实心箭头表示传递中的扫描信号或扫描数据，而另一种箭头则由表示控制信号。
该一维条码阅读器工作时，微处理器101首先进行自测，自测成功后打开开关控制电路104，使扫描头模块200开始工作；当扫描头模块扫描到所需检测的物品条码后，会向自动增益电路102输出其扫描信号；该扫描信号经过自动增益电路放大之后，输出到微处理器101的高速模拟信号采样端口。然后微处理器102通过软件方法对采样的信号进行整形处理并进行译码；如果译码成功，则通过串行输出接口103将译码结果输出至计算机等设备，如果译码不成功，则微处理器101会通过软件方法对输入信号的增益值进行智能的估算，然后动态调节自动增益电路102的增益值，使微处理器101的输入信号达到最优化，然后进行再次译码。
可见，本实施例中，微处理器101同时完成了对其他电路的控制、对模拟信号的整形译码等功能。微处理器101可根据自动增益电路102的输入信号、或根据是否成功译码的结果，快速选择适当的增益值来放大由扫描头模块200所输入的模拟扫描信号。与传统条码阅读器相比，其处理速度大大增加。
如图3所示是本实用新型一个优选实施例中一维条码阅读器的译码模块的电路图。其中，左侧的U2、U3及其外围元件分别组成+3.3V和+1.8V电源电路，两者分别通过LDO_3.3V芯片和LDO_1.8V芯片，将+5V输入电压转换为芯片U5所需的+3.3V及芯片U1所需的+1.8V工作电压。
从图3中可以看出，本实施例中的微处理器采用的是PHILIPS(飞利浦)公司的以下任一款型号的芯片LPC2114、LPC2124、LPC2119、LPC2129、LPC2132、LPC2134、LPC2136、LPC2138、LPC2144、LPC2146、LPC2148、LPC2194、LPC2212、LPC2214、LPC2292、LPC2294等。
图3左下部的U5是一个数字电位器，U6是一个双运放芯片，两者组成前述自动增益电路，来自扫描头模块的扫描信号经扫描头接口J2的第5脚(J2_5)输入到自动增益电路；经该自动增益电路处理后的信号则从U6的第7脚输出到微处理器芯片U1的第11脚(U1_11)。微处理器芯片U1通过第26、29、30脚(U1_26、U1_29、U1_30)向自动增益电路的数字电位器U5输出控制信号。
微处理器芯片U1的右下部是一个开关控制电路，其控制信号来自微处理器芯片U1的第15脚(U1_15)，其输出信号则经扫描头接口J2的第6脚(J2_6)输出到扫描头模块。
微处理器芯片U1的右上部是整个条码阅读器的控制电路，它由芯片U4及相应的外围元件组成。其下部是输出接口J3，来自微处理器芯片U1的译码结果是通过输出接口J3的第5、6脚(J3_5、J3_6)输出到计算机等设备的。
图3中的Q1、Q2、Q3、和Q4及其外围元件所组成的电路分别对微处理器芯片U1的U1_35、U1_37、U1_36、U1_1管脚所输出的信号进行上拉处理。Q7及其外围元件所组成的电路则是将来自扫描头模块的帧信号(用于触发控制)通过输出接口J2的第7脚(J2_7)输出到微处理器芯片U1的第45、46脚(U1_45、U1_46)。
本实施例中，微处理器芯片U1利用其高速模拟信号采样端口实现高速率模拟信号采样，再通过软件方法对采样信号进行整形和识别，所以解决了现有技术中因为使用模拟电路进行信号整形导致的系统性能不稳定的问题；同时，由于采用了自动增益电路对扫描信号进行快速的自适应放大处理，所以可提高信噪比、条码识读能力、以及条码阅读速度。
权利要求1.一种一维条码阅读器，包括光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、以及输出接口；其特征在于，所述译码电路中包括一个用于完成控制功能以及对模拟信号的整形、译码功能的微处理器，以及一个受所述微处理器控制、用于对所述光电转换部件的输出信号进行快速自适应放大处理的自动增益电路；所述自动增益电路的输入端与所述光电转换部件的输出端连接，其输出端则与所述微处理器的高速模拟信号输入端连接；所述微处理器的数据输出端与所述输出接口连接，可对所述自动增益电路所输入的信号进行整形、译码以输出相应的条码数据。
2.根据权利要求1所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述自动增益电路包括放大器、与所述放大器连接的数字电位器、以及相应的外围元件；其中，所述放大器的输入端与所述光电转换部件的输出端连接，输出端则与所述微处理器的高速模拟信号输入端连接；所述数字电位器的控制信号输入端与所述微处理器的控制信号输出端连接，数字电位器的输出端与所述放大器连接。
3.根据权利要求1所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述光源、接收装置、光电转换部件组成一个扫描头模块；所述一维条码阅读器中还包括一个与所述微处理器连接、用于控制所述扫描头模块之工作状态的开关控制电路。
4.根据权利要求3所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述扫描头开关控制电路、所述译码电路中的微处理器和自动增益电路、以及所述输出接口组成一个译码模块；所述扫描头模块与译码模块之间通过一个扫描头接口连接，以传递所需的控制信号及扫描信号。
5.根据权利要求4所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述输出接口为串行输出接口。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器为LPC2000系列的芯片之一。
7.根据权利要求6所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器为飞利浦公司的以下任一款型号的芯片LPC2114、LPC2124、LPC2119、LPC2129、LPC2132、LPC2134、LPC2136、LPC2138、LPC2144、LPC2146、LPC2148、LPC2194、LPC2212、LPC2214、LPC2292、LPC2294。
专利摘要本实用新型涉及一种一维条码阅读器，为解决现有产品中因使用普通模拟电路对扫描信号进行整形处理会制约译码性能的问题；本实用新型的译码电路中包括一个用于完成控制功能以及对模拟信号的整形、译码功能的微处理器，以及一个受微处理器控制、用于对扫描头所的输出信号进行快速自适应放大处理的自动增益电路；微处理器可对自动增益电路所输入的信号进行整形、译码以输出相应的条码数据。本实用新型中的微处理器最好为PHILIPS公司LPC2000系列的芯片，例如LPC2134、LPC2114、或LPC2294芯片等。由于利用了微处理器的高速率模拟信号输入端进行采样，并通过软件方法对采样信号进行整形和译码，同时采用了自动增益电路对扫描信号进行快速处理，所以可大大提升条码阅读速度及能力。
文档编号G06K7/10GK2849842SQ20052006499
公开日2006年12月20日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者许文焕 申请人:深圳市民德电子科技有限公司