概述

二維碼、條形碼相信大家都非常熟悉了，條碼技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們生活當(dāng)中。微信掃二維碼、支付寶二維碼付款、商品條形碼、超市儲(chǔ)物柜條形碼等。但是由于二維碼復(fù)雜度，目前識(shí)別二維碼的設(shè)備還不夠豐富。對(duì)此本文檔利用帶浮點(diǎn)運(yùn)算的、大容量SRAM、高主頻芯片AT32F403A，調(diào)用雅特力提供的Artery_QR二維碼解碼庫(kù)在AT-START-F403A開發(fā)板上來(lái)實(shí)現(xiàn)二維碼、CODE128\CODE39\I25\EAN13條碼掃描識(shí)別。

一維條形碼、二維碼簡(jiǎn)介

一維條形碼

一維條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記，“條”指對(duì)光線反射率較低的部分，“空”指對(duì)光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數(shù)據(jù)表達(dá)一定的信息，并能夠用特定的設(shè)備識(shí)讀，轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)兼容的二進(jìn)制和十進(jìn)制信息。條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國(guó)、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。一維條碼只是在一個(gè)方向（一般是水平方向）表達(dá)信息，而在垂直方向則不表達(dá)任何信息，雖然提高信息錄入的速度，減少差錯(cuò)率，但是其空間利用率較低，數(shù)據(jù)容量較小。

二維碼

二維碼（2-dimensional bar code）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。

二維碼由于自身設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可包含更多的信息量，編碼信息范圍更廣，并且由于二維碼具有一定的校 驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、以及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化點(diǎn)，二維碼譯碼更加準(zhǔn)確，其誤碼率為千萬(wàn)分之一。下圖為QR二維碼構(gòu)造框圖。

圖1. QR碼符號(hào)的結(jié)構(gòu)

1) 位置探測(cè)圖形、位置探測(cè)圖形分隔符：用于對(duì)二維碼的定位，對(duì)每個(gè)QR碼來(lái)說(shuō)，位置都是固定存在的，只是大小規(guī)格會(huì)有所差異；這些黑白間隔的矩形塊很容易進(jìn)行圖像處理的檢測(cè)。

2) 定位圖形：這些小的黑白相間的格子就好像坐標(biāo)軸，在二維碼上定義了網(wǎng)格。3) 格式信息：表示該二維碼的糾錯(cuò)級(jí)別，分為L(zhǎng)、M、Q、H；4) 數(shù)據(jù)區(qū)域：使用黑白的二進(jìn)制網(wǎng)格編碼內(nèi)容。8個(gè)格子可以編碼一個(gè)字節(jié)。5) 版本信息：即二維碼的規(guī)格，QR碼符號(hào)共有40種規(guī)格的矩陣（一般為黑白色），從21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符號(hào)比前一版本每邊增加4個(gè)模塊。6) 糾錯(cuò)碼字：用于修正二維碼損壞帶來(lái)的錯(cuò)誤。

QR二維碼解碼流程

了解了QR二維碼的構(gòu)造，下面我們來(lái)了解解碼流程，QR二維碼的解碼流程如下圖2所示。圖2. QR碼譯碼步驟1) 定位并獲取符號(hào)圖像。深色與淺色模塊識(shí)別為“0”與“1”的陣列。2) 識(shí)讀格式信息（如果需要，去除掩模圖形并完成對(duì)格式信息模塊的糾錯(cuò)，識(shí)別糾錯(cuò)等級(jí)與掩模圖形參考）。3) 識(shí)讀版本信息，確定符號(hào)的版本。4) 用掩模圖形參考，從格式信息中得出對(duì)編碼區(qū)的位圖進(jìn)行異或處理消除掩模。5) 根據(jù)模塊排列規(guī)則，識(shí)讀符號(hào)字符，恢復(fù)信息的數(shù)據(jù)與糾錯(cuò)碼字。6) 用與糾錯(cuò)級(jí)別信息相對(duì)應(yīng)的糾錯(cuò)碼字檢測(cè)錯(cuò)誤，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即糾錯(cuò)。7) 根據(jù)模式指示符和字符計(jì)數(shù)指示符將數(shù)據(jù)碼字劃分成多個(gè)部分。8) 最后，按照使用的模式譯碼得出數(shù)據(jù)字符并輸出結(jié)果。二維碼的解碼流程具體實(shí)現(xiàn)的步驟和方法是比較復(fù)雜，涉及到了QR二維碼的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則及相對(duì)應(yīng)的算法，知識(shí)點(diǎn)很多，大家感興趣的話可以自己多去網(wǎng)上查閱資料了解。

QR decode快速使用方法

硬件資源

1) LCD 93412) 外接Buzzer（PE15）3) Arduio4) AT-START-F403A V1.0實(shí)驗(yàn)板5) USB6) Sensor BF39017) USER key圖3. 硬件資源圖

注：1.該demo是基于AT32F403A的硬件條件，若使用者需要在AT32其他型號(hào)上使用，請(qǐng)修改相應(yīng)配置即可。

2.供電部分：使用電源供電，或USB線供電（勿使用Link單獨(dú)供電）。

QR USB HID keyboard Demo使用

1) 打開QR decode project源程序，編譯后下載到實(shí)驗(yàn)板。2) 由于該demo運(yùn)行占用了169K的SRAM，所以在使用demo前需開啟芯片的擴(kuò)展SRAM功能（擴(kuò)展為224KB），為了方便用戶使用，demo已經(jīng)在啟動(dòng)文件中開啟了此項(xiàng)功能。

3) 連接USB線到PC，通過(guò)上位機(jī)可以識(shí)別到該設(shè)備：HID Keyboard Device（標(biāo)準(zhǔn)鍵盤輸入模式，無(wú)須驅(qū)動(dòng)）4) 根據(jù)LCD顯示信息，查看BF3901初始化是否成功，并按下USER key按鍵，開啟QR解碼偵測(cè)。5) 將攝像頭BF3901對(duì)準(zhǔn)二維碼，LCD顯示當(dāng)前抓取的攝像頭圖像，此時(shí)芯片一直在運(yùn)算QR解碼。6) 若芯片一直沒(méi)有解析到二維碼，一維碼數(shù)據(jù)，則會(huì)一直運(yùn)行下去，直到解析到數(shù)據(jù)，如圖4所示。蜂鳴器會(huì)響一下，并且將解析到數(shù)據(jù)通過(guò)USB傳輸?shù)絇C，如圖5所示。Ps. QR decode默認(rèn)只偵測(cè)二維碼，若要偵測(cè)全部圖碼等，需開啟宏定義：Detect_all。圖4. LCD顯示解析數(shù)據(jù)

圖5. USB傳到PC數(shù)據(jù)

關(guān)于雅特力雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推動(dòng)全球市場(chǎng)32位微控制器(MCU)創(chuàng)新趨勢(shì)的芯片設(shè)計(jì)公司，專注于ARM Cortex-M4/M0+的32位微控制器研發(fā)與創(chuàng)新，全系列采用55nm先進(jìn)工藝及ARM Cortex-M4高效能或M0+低功耗內(nèi)核，締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運(yùn)算效能，并支持工業(yè)級(jí)別芯片工作溫度范圍（-40°~105°）。雅特力目前已累積相當(dāng)多元的終端產(chǎn)品成功案例：如微型打印機(jī)、掃地機(jī)、光流無(wú)人機(jī)、熱成像儀、激光雷達(dá)、工業(yè)縫紉機(jī)、伺服驅(qū)控、電競(jìng)周邊市場(chǎng)、斷路器、ADAS、T-BOX、數(shù)字電源、電動(dòng)工具等終端設(shè)備應(yīng)用，廣泛地覆蓋5G、物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)、商務(wù)及工控等領(lǐng)域。