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单片机控制激光条码扫描器.doc

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单片机控制激光条码扫描器单片机控制激光条码扫描器系统设计毕业论文 2010-07-02 22:08:14 阅读 250 评论 7 字号:大中小 订阅 时间过的真快,毕业设计那段忙碌的时光还历历在目,那时紧张的无法形容,为了便于学弟学妹们学习,我把我做的论文主要部分公布下:第三章 系统单元模块设计3.1 数据采集模块设计通常条码阅读设备都可以直接和 PC 机相连,而且接口是可以直接识别的,无需做额外的接口设计。但是对于单片机系统而言,由于没有现成的接口处理器。尤其是对 PS/2 口[7],8 位单片机没有键盘口的 IP 核,鉴于条码扫描器为串行数据传输,因此本文直接采用单片机串行口接收数据,实现通信。条码扫描器的插头为键盘圆形插针,如图 3.1 所示。其管脚定义如下:1:Data(数据脚)、2:NC3:Ground(电源地)。4:+5V(电源脚)和5:Clock(时钟脚)、6:NC当条码扫描器扫描到有效条码时,会自动产生时钟信号,同时通过数据线按位将扫描码送到单片机。因为单片机本身集成了串口通信的 IP 核,串口的控制相当成熟,主要做软件上的设计。图 3.1 PS/2 结构图本文提出两种采集数据方案:串行方式,并行方式。3.1.1 串行方式在接口设计中条码扫描器的输出接口选用键盘口搭配 PS/2 协议,采用串行方式进行数据传输时,连线较为简单,主要将 Clock 线和Data 线与单片机相连,读取数据时可采用中断触发方式,将 Clock线接到单片机外部中断 0 请求入口端 P3.2 上,见图 3.1.1-1。为保证在每一个时钟信号的下降沿单片机能准确读取 Data 线的状态(一位数据) ,触发形式有两种方案:中断方式和查询方式。图 3.1.1-1 中断串行接收方式在中断方式中,在主程序中将中断口初始化为下降沿触发方式,并将 PS/2 接口的 Data 线和 Clock 线都初始化为空闲状态,即高电平状态,使程序在每个时钟下降沿时自动进入到中断服务程序读取数据。当中断进行 11 次后说明一帧数据接收完毕,设置一个标志位为后续程序查询所用,转向扫描码的判断和 ASCII 码的转换程序。如果设计中其他应用程序占用了中断口,就必须采用查询方式来接收条码数据。设计中要保持 CPU 一直检测 Clock 线上的电平,一旦出现拉低,开始检测 Data 线的电平状态,得到一位数据,同时记录 Clock 线跳变次数,满 11 次记录一个 8 位的字符数据。这两种方式各有优缺点:中断触发减轻了 CPU 负担,处理速度更快,查询方式为系统设计节省中断口,供应用程序使用,在实际应用中,可根据设计需要采用不同的采集方式。 3.1.2 并行方式设计的核心是采用串入并出芯片如 74HC164,条码输入设备输出的串行数据脉冲和时钟脉冲分别接到 74HC164 的数据端 A,B 端及时钟输入 CLK 端,由 Clock 脉冲的下降沿经非门后控制 74HC164 的移位操作,条码输入设备每输出一个字符的扫描码,由 CLK 控制在74HC164 的输出脚 Q0-Q7 上分别输出扫描码的 D7-D0 位,这部分转换完成后接口通知单片机将转换完毕的扫描码读入。由于 Q0-Q7 不能直接和 P0 口相连,因此,为了保证单片机准确读取 74HC164 的Q0-Q7 脚上的扫描码,设计一片 74HC245 将他们隔开,74HC245 是八位双向 3 态缓冲电路,在 ENABLE 与 DIR 同时为低电平的时候,74HC245 将 B1-B8 上的数据传送至 A1-A8 上,为使单片机准确地发出读数命令,接口电路要完成 74HC164 转换完一个扫描码之后通知单片机接收 74HC164 的 Q0-Q7 数据。设计中采用对 Clock 脉冲的下降沿记数来实现,输入至 74HC164 的 CLK 脉冲同时又输入至单片机的 T1 脚,见图 3.1.2-1。利用 T1 对 CLK 脉冲记数,因为条码扫描器输出数据中每 9 个负脉冲对应一帧扫描码,因此 T1 每记数 9 次向CPU 发出中断请求,从而保证 CPU 准确地读取数据。图 3.1.2-1 并行接收数据原理图3.2 数据处理模块设计条码扫描器内部数据处理类似于键盘。对于大多数键码而言,只要一个键被按下,就一定会产生一个通码;只要一个键被释放,就一定会产生一个断码。于是,对于一个键值而言,它的组成就是通码+断码。在第二套通码中,对于绝大多数键而言,通码为单字节,断码为双字节的。其规则为:断码的第一个字节是 F0h,第二个字节是这个键的通码。比如:按键“a”的通码为 1CH,而其断码则为F0H,1CH,整个代码 1CH,F0h,1CH 就表示按键小写字母“a”的一个动作。若在 PS/2 键盘中整个击键的过程,先按下左 SHIFT
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