本发明属于一种条形码处理系统，具体地说，是一种以条形码识别接口板为主体的，由光笔、微型计算机和接口板构成的条形码识别处理系统。

目前，通用的条形码处理装置或称扫描装置，一般均为条码处理用的专用设备，有多种处理方式。有的采用比较法，例如英国专利GB2118752，首先产生一个参考数，用该参考数对字符的每一数字持续时间进行比较，比较二进制数的0、1比特数是否符合数字编码，如果二进制数“1”的数太高或太低，则调整参考数，然后用已调数字比较，直到二进制数值符合“1”的数目。美国专利US4199677，采用对数方法，用对数值对各条形进行比较和选择。US4533825采用的是比例比较法，用以识别条形码。US4379224，产生一参考数值，对条码比较、识别。方法是通过测量黑、白条形宽度的持续时间，产生两个截止值，用较大值作为参考值，对要识别的条码进行比较，比此值大者为宽条，比此值小者为窄条。US4272675和US4282428采用将全部信息分解成有效信息和无效信息的方法，将两种信息分别存储在两块集成片上，然后按步骤对有效数据进行处理。

以上专利提供了条形码的多种处理方法，但因大都系专用设备，故技术复杂，成本高，使用也不够灵活。

本发明的目的之一是提供一种经济实用、使用灵便的条形码识别处理系统，即研制一种接插式装置-接口板，作为该系统的主体，与微型计算机连接。连接后，不需改变原有应用程序及设备硬件，也不需单独外接电源，即可完成条形码识别处理功能。

本发明的第二个目的是，为实现接口板与微型计算机之间的数据传递，采用中断申请方式，对经光笔扫描输入的条形码模拟电压信号进行记录、判别，经过输入输出口使两者联系，最后输出条形码阅读结果。

本条形码识别处理系统装置是以条形码接口板为主体的接插式装置，包括光笔、微型计算机和条形码识别接口板。接口板直接插入微机的一个扩展槽内。接口板电路由单片微处理机、数据锁存选通电路、中断状态寄存器、口地址译码电路组成。单片微处理机采用8039类型的芯片，有一个锁存器和一个存放处 理程序的程序存储器EPROM。该系统对由光笔给出的条形码电压模拟信号进行判别记录，经中断申请，计算机响应此中断，即进入中断服务程序，再经口地址译码电路给锁存器一个选通信号，根据条码位长，逐位将数据输出到计算机数据总线上。根据用户原程序要求，计算机可以显示或打印形式输出条形码阅读结果，也可直接存入软盘进行存储。当一组数据送完后，重新进入等待扫描新条码签状态。本系统可选择中断申请口和用户地址口，在条码数据输出后可以自由选择是否要求加入回车RETURN信息。接口板在与用户使用的微机或兼容机相连接时，不需改变原有应用程序及设备硬件，也不需单独外接电源，可直接插入微机或兼容机的扩展槽内使用，对计算机的原有功能无任何影响。

以下结合附图具体说明。

图1是条形码识别处理装置框图。

图2是条形码识别接口板功能框图。

图3是矩阵式五取二条形码编码表。

图4是条形码图例。

图5是光笔扫描条形码电压模拟信号。

图6是黑白条形模数转换示意图。

图7A是判别程序框图。

图7B是随机存储器单元分配图。

图8是中断服务程序框图。

图9是条形码接口板电路图。

结合图1，本条形码识别处理装置由光笔11、条形码识别接口板12、微机13、显示器14、键盘15、打印机16、外存储器17组成。此处微机采用IBM-PC微机。光笔11和接口板12连接，接口板直接插入IBM-PC微机或兼容机13的任何一个扩展槽内即可工作。当计算机调入光笔中断服务程序后，根据用户原程序的要求，计算机即可以显示14或键盘打印16的形式输出条码判别结果，也可直接存入外存储器17进行存储。

结合图2，接口板功能包括以下内容：条形码模数转换21、条形码识别22、数据判别23、处理程序18、1/10控制19、中断服务程序20、结果输出24。由光笔11给出的条形码模拟电压信号在条码处理程序18的控制下进行模数转换21、条码识别22和数据判别23。处理程序通过I/O接口给出中断申请信号，计算机响应此中断，进入中断服务程序。根据用户原程序要求，经过I/O控制，计算 机以显示或打印形式输出条码阅读结果24。

图3是条形码识别处理系统所识别的条形码编码表，这是一种矩阵式五取二条形码，其中为0-9十个数字的编码，每个数字由五位码表示，每个条码签前、后均有代表起始和终止的编码，起始符用000表示，终止符用100表示。

图4是条形码图例，条码由黑色宽条35、黑色窄条36、白色宽条37、白色窄条38、组成。黑、白条形均为信息元素，字符间隔以白窄条39表示，0-9共十个数字，每个数字由五个信息元素组成，其中宽条形元素必为两个。凡宽条，无论白或黑均代表“1”;凡窄条均代表“0”。

结合图5，光笔扫描条码签30以后，得到反映条码黑、白、粗、细的电压模拟信号31，条形的粗细以脉冲持续时间的长短反映出来，宽幅为“1”，窄幅为“0”，负脉冲为白条，正脉冲为黑条。

结合图6、图9，单片计算机内部设有定时计数器28，定时计数器以单片计算机内部定标器29输出为脉冲源27，分别对反映黑色条形的高电平持续时间计数25，及对反映白色条形的低电平持续时间进行计数26，将电位持续时间的长短以数值的多少反映出来，即计数器在处理程序控制下，当光笔输出的电压模拟信号从单片机的T1输入端输入时，脉冲的变化沿将计数值送入单片机的起始单元数据存储区，然后对该计数器清0，开始对相继的条形电压模拟信号进行计数，在下一个脉冲变化沿到来时又重复以上步骤。如计数器计数值超出计数范围，即给出溢出信号，条码判别程序则重新进入初始化等待扫描状态，以此实现条形码数值化处理。

定时脉冲源的输出与晶振频率有关，由于晶振频率的不同，定时脉冲源输出频率则不同，根据高密度五取二条码规格，最窄的条码宽度为0.36-0.09mm，手扫速度要求0.2m-0.7m/秒，在最快手扫情况下，扫描最窄条码的时间为0.4（μS）;最宽条码宽度为0.9+0.09mm，在最慢手扫情况下，扫描最宽条码的时间为5（μS）。由于手扫速度是随机的，故当以定时脉冲源为时标对条码计数，然后判别其代表的二进制0、1值时，计数器的计数总值应能满足最快和最慢手扫速度的要求，单片机外部事件计数器为8位，计数范围0-255。根据上述分析，在最快手扫速度最窄条码的情况下，计数值近似为7;在最慢手扫速度最宽条码情况下，计数值近似为83，故选8MH晶振频率，定时脉冲源输出60.2微秒的脉宽，使计数器满足条码数值化处理的要求。

定时脉冲源输出与晶振频率的关系如下表：

晶振频率 定时脉冲源输出脉宽 4MH 120μS 6MH 80μS 8MH 60.2μS

结合图7A、7B，当整个条码签所有信息元素均数值化处理后，进行对数据存储器所有的信息元素数值化的0、1判别，并以六个元素为一组（含一个白窄条间隔元素）判别其代表的0-9数字值。

0、1值判别：判别程序首先将数据存储区31单元所存数值认定为代表0值，将其取出送入单片计算机内部寄存器R3，取数据存储器下一单元32的内容入R4。

判别程序控制计算机完成以下运算：

R3＞R4时，R3÷R4，

R4＞R3时，R4÷R3。

R3＞R4时，R3÷R4≥1.75，表示R3、R4所代表的0.1值不同;

R3＜R4时，R4÷R3≥1.75，表示R3、R4所代表的0、1值不同。其他情况，R3、R4代表相同的值。

该0、1值判定后，返存回以31起始单元的数据存储区，继而再将32单元的数值存入R3，33单元的数值存入R4，再次完成R3÷R4或R4÷R3运算。重复以上步骤，从而实现对所有信息元素0、1值的判定。

起始终止符判别：

矩阵式五取二码规定有起始终止符号。起始、终止符均由三个信息元素组成。起始符的二进制值为000，终止符的二进制值为100。在判别条形数据值所代表的0、1过程中，首先要判别起始符，起始符后的信息才被认为是有效信息。

对起始符判别41，判别程序由存有信息元素0、1值的起始单元开始40，以相邻的三个信息元素为一组送入累加器A，如移入A的三个信息元素均为0值（即000），则认为是起始符41，以后的信息将按六个信息为一组分组，六个信息中包括一个表示字间间隔的白窄条形元素，根据五码一字，故此六个信息元素实际是一个数字的完整信息，也就是每一数字为一组。将六字一组的完整信息42再次送入累加器A，在累加器中与0-9数字的条码编码值进行比较，判别0-9数据值43。 至此，数据处理结束44，由单片机P10-P17口输出，经锁存器输出至微机的数据总线上。

对终止符判别45，反方向扫描条签时，终止符在前，起始符在后，于是在判别起始符时，在累加器A中将出现一组001值，判别程序遇到这种情况，则通过寄存器R0、R1和累加器A，经终止符处理程序46调整为起始符在前，终止符在后的正常顺序，然后再次由存有信息0、1值的起始单元开始判别，找到起始符后，将有效信息分组，判别0-9值，从而实现正反方向扫描条码签均能正常识别的要求。

结合图8，图9，在IBM-PC或兼容机上，留有用户接口，供用户选择口地址，由译码器74LS138A，74LS138B及两线短接插块组成口选电路，实现口地址选择，供选择的口地址有300（301）、340（341）、360（361）。回答信号输出口的地址为301、341或361。

根据74LS138译码器真值表。

得用户地址选择表：

口地址 bit9876543210 300口（301）状态 110000000X 340口（341）状态 110100000X 360口（361）状态 110110000X

当X＝0时，为300、340、360口。

当X＝1时，为301、341、361口。

对照真值表G1、 G2A 、 G2B 为100不变时

CBA取值000    Y0′＝0

CBA取值010    Y2′＝0

CBA取值011    Y3′＝0

当单片机每判别好一位数据，便将其存在一个存储单元中，直到所有位全部判完，此时由输出口P27发出一个中断申请信号，该信号反相后，通过S6-S8口，选通中断申请口，微机接到此中断申请信号后，进入条码中断服务程序，经口地址译码电路选口地址，由与非门5向锁存器给出选通信号，将输入输出口I/O上的数据送上IBM数据总线，读所选口地址50，查对应扫描码51，条码中断服务程序以“IN”指令将数据读入微机键盘显示缓冲区49，经缓冲区地址调整47，条码中断服务程序给出中断结束信号48，退出中断服务程序，等待新的中断申请信号，重复以上过程，直至所有数据输出结束。

结合图9，条形码识别接口板电路由单片微处理机、数据锁存选择电路中断状态寄存器、口地址译码电路构成。单片机包括8039芯片、锁存器74LS273和EPROM2716。单片机测试口T。端连接两线短接插块34，由处理程序给出指令对其检测，决定是否给出RETURN回车信号的ASC11码信号。当S1连接短接插块时，送0信号，不给回车信号;S2连接短接插块时送+5V，给回车信号。测试口T1端为定时计数器28的输入端，同时也是光笔信号输入端，也即是条码扫描模拟信号的输入端。由处理程序给出指令，对其状态进行检测控制定时计数器计数、存储、对条码进行数值化处理。复位端RESET接复位电路，保证开机初始化和手动初始化功能实现。晶振端XTAL1、XTAL2接晶振电路。I/O接口1的P10-P17为八位字宽的接口，作为条码识别结果输出口，该口连接选通锁存器74LS245，具有锁 存功能。I/O接口2的P20-P27为位控方式使用的接口，中断申请信号由P27位输出到IBM计算机的中断申请口IRQ2、IRQ3、IRQ4，由用户自由选择;P26接讯响器32给出条码处理工作正常的音响信号。IBM-PC或兼容机在执行完光笔中断服务程序时，给出退出光笔中断服务程序信号，控制与非门7、与非门8组成的R-S触发器，P25提取该回答信号，P24端给出一个R-S触发器复位信号。

单片机中的算术逻辑单元、累加器、寄存器R0-R7配合实现条码数值化处理，0、1判断、数值判别，数据存储区30-7A存条码信息元素值及0、1判别值，20-2A存0-9数值判别结果。程序存储器EPROM存放条码处理程序。

由译码器74LS138A、74LS138B及两线短接插块组成口地址译码电路，实现口地址选择。74LS138A的Y0端为中断申请口，输出供用户选择的口地址300、340或360。Y1端为光笔中断服务程序结束回答信号输出口，口地址为301、341或361，Y0、Y1低有效。74LS138B的A、B、C端分别接地址线BIT5、BIT6、BIT7。两译码器的工作关系为：

74LS138B    74LS138A

Y0′接通 Y0＝300 Y1＝301

Y2′接通 Y0＝340 Y1＝341

Y3′接通 Y0＝360 Y1＝361

74LS138B的A、B、C端分别接地址线BIT5、BIT6、BIT7。

中断状态寄存器电路由非门3、非门4、与非门6和由与非门7、与非门8组成的R-S触发器形成。通过与非门5给出74LS245选通信号，将芯片8039P10-P17送入的判别结果选通，然后将条码判别结果送到计算机数据总线上，读入计算机。

工作过程：首先将条形码识别接口板插入IBM-PC机中的扩展槽，插好光笔，开机，进入操作系统，调入光笔中断服务程序。光笔扫描条码签时输出的模拟电压信号送到接口板单片机的T1端，在处理程序的控制下，将整个条码签所有信息元素均数值化处理后，再对数据存储区内所存的每个数值化信息元素进行0、1二进制判别，每六个二进制0、1值为一组，对应一个十进制数值。通过程序控制查出各组对应的十进制数值，判别其代表的0-9数值。单片机每判别好一位数据后，将其存在一个十进制数值，直到所有位（具体几位由用户定）全判别完毕。此时，由I/O接口2的P27发出一个中断申请信号，该信号经非门9反相后，通过S6、S7、S8（由两线短接插块连接）选通中断申请口IRQ2、IRQ3或IRQ4当IBM机响应此中断，即进入条码中断服务程序，经口地址译码电路中74LS138AY0端输出一负脉 冲，经非门2反相;从IBM口读信号IOR来的负脉冲经非门1反相，两信号同时送入与非门5，输出一负脉冲至74LS245锁存器选通端G。将I/O接口1上的数据送上IBM数据总线，条码中断服务处理程序以IN指令将数据读入微机键盘显示缓冲区。该位数据读入后，条码中断处理服务程序经301、341或361口给出退出中断处理服务程序回答信号。该信号经口地址译码电路74LS138B、74LS138A译码后，由74LS138A的Y1端输出，经非门4反相，同时IBM口写信号IOW经非门3反相，然后同Y1的反相信号相与，由与非门6输出负脉冲去触发与非门7、与非门8组成的R-S触发器。由非门3、非门4和与非门6、与非门7、与非门8组成的状态寄存器在每位数据输出前由条码处理程序控制，经P24给负脉冲复位，P25读入该状态寄存器状态。当与非门8输出为0时，表示IBM机已将上一个输出数据读入，此时，单片计算机取数据存储区20-2A单元中相继一位数据送上I/O接口1，同时发出新的中断申请信号。重复以上过程，直至20-2A单元内容全部送出后，判别程序控制单片计算机由P26口给出判别结束音响信号，单片计算机重新进入等待扫描新条码签状态。

本系统的优点是，条形码识别接口板与用户的IBM-PC微机或兼容机相连接时，应用者不需改变原有应用程序及设备硬件，也不需单独外接电源，并不影响原有计算机的功能，扩大了计算机的应用范围利用效率，应用灵活，操作简便。

本系统可用于邮局、书店、超级市场、图书管理、库房管理系统及其他可应用条形码对物品进行管理或统计的领域。