Enhancing Barcode Scanner Design Ad

Enhancing Barcode Scanner Design


Advantages of an Integrated Solution Based on a 32-bit Microcontroller
scanned barcode

Barcode scanners have become such a ubiquitous technology that it is easy to take the complexity of their underlying designs for granted. Barcode scanners require multiple discrete integrated circuits and an array of passive and active circuitry to provide the functionality and reliability that end users have come to expect. Many barcode scanners generally use an optical sensor, such as a charge-coupled device (CCD), which outputs an analog representation of what is “visible” to the sensor to an analog-to-digital converter (ADC) controlled by a microcontroller (MCU). The MCU interprets the ADC’s output as a sequence of thick and thin black and white bars and processes this sequence further to derive a string of characters from the pattern. The character sequence may be encoded in any one of a number of well-defined barcode protocols, such as Code 39.

Additional features found in barcode scanners include USB connectivity, regulators, audio output (usually driven by a discrete digital-to-analog converter (DAC) or simple pulse-width modulation (PWM)), and other glue logic for level-shifting between components running from 3 volts, such as the MCU, and components running from 5 volts, such as the CCD.

The design challenge for any developer entering a mature market is to create a disruptive product. A barcode scanner design is a prime example of a well-defined application area in which developers can disrupt the market by providing a more cost-effective, reliable solution that reduces bill-of-materials (BOM) cost and leverages the processing power of advanced 32-bit mixed-signal MCUs.


Charge-Coupled Device (CCD) Overview

The barcode scanner’s CCD optically scans a wide, narrow area and converts optical information into a sequence of analog electronic pulses. Each pulse’s voltage level represents the state of one pixel within the CCD’s scan range. Many commonly used CCDs in handheld barcode scanners produce output at a resolution of a few thousand pixels.

A CCD relies on a controlling MCU to provide a clock source. Clock pulses fed into the CCD’s shift register clock inputs initiate a scan, and the CCD synchronously outputs a voltage proportional to the light to the provided clock. The voltage level describing the pixel state usually contains a direct current (dc) bias, and the voltage swing between optical black and optical white can vary depending on the CCD used and other design factors.


Advantages of an Integrated Solution

In traditional barcode scanner designs, each system feature requires a collection of discrete components. For example, the barcode sensing subsystem requires a CCD surrounded by supporting passive components, a discrete ADC and a controlling MCU. The audio subsystem often requires a discrete DAC, a filtering circuit and a small speaker. The USB subsystem usually requires an external crystal to meet timing requirements imposed by the USB protocol. Developers who find ways to eliminate some of these components can minimize the total build cost of the board, shrink the minimum board size required for layout and reduce the system’s average current draw. In addition, combining more features into fewer components can streamline the development process and speed time-to-market. A highly integrated solution (see Figure 1) also improves system reliability because a design with fewer components reduces potential points of failure in the system.
Barcode Scanning System Based on a 32-bit Microcontroller

Figure 1. Barcode Scanning System Based on a Highly Integrated 32-bit Microcontroller



For example, Silicon Labs’ Precision32™ 32-bit microcontroller family provides a highly integrated, peripheral-rich embedded control solution that enables developers to eliminate many discrete components in a barcode scanner design while enhancing system reliability and performance.


On-Chip ADC Sampling

When choosing a 32-bit microcontroller with an on-chip ADC, developers must beware of misleading specifications that can narrowly define ADC performance as an operating region in which the device happens to perform well. For instance, some MCU data sheets will not provide a specification that spans the MCU’s entire operating temperature and voltage range. Choosing an MCU whose performance is so narrowly defined leaves a design vulnerable to performance degradation when operating outside of the confines of the ADC’s specification. For instance, an MCU’s ADC might begin to see non-monotonic behavior when operating at high temperatures or when operating at the low end of the operating voltage range.

By selecting an MCU that has been exhaustively characterized and whose performance is specified to cover the broadest possible operating range, developers will ensure that their barcode scanner products will function reliably across a wide spectrum of end-customer usage cases. The P

Hasil (Bahasa Indonesia) 1:

Meningkatkan desain Barcode Scanner Keuntungan dari solusi terpadu yang didasarkan pada Mikrokontroler 32-bitscan barcode Barcode scanner telah menjadi sebuah teknologi di mana-mana bahwa sangat mudah untuk mengambil kerumitan desain yang mendasari mereka untuk diberikan. Barcode scanner memerlukan beberapa sirkuit terpadu diskrit dan array pasif dan aktif sirkuit untuk menyediakan fungsionalitas dan kehandalan bahwa pengguna akhir telah datang ke harapkan. Banyak barcode scanner umumnya menggunakan sensor optik, seperti peranti tergandeng – muatan (CCD), yang output analog representasi dari apa yang "terlihat" sensor untuk analog ke digital converter (ADC) dikendalikan oleh mikrokontroler (MCU). MCU menafsirkan ADC output sebagai urutan tebal dan tipis hitam dan putih Bar dan proses urutan ini lebih lanjut untuk mendapatkan string karakter dari pola. Urutan karakter dapat dikodekan dalam salah satu dari sejumlah protokol barcode didefinisikan dengan baik, seperti Code 39.Fitur tambahan yang ditemukan di barcode scanner termasuk USB konektivitas, regulator, output audio (biasanya didorong oleh diskrit digital-ke-analog converter (DAC) atau lebar pulsa sederhana modulation (PWM)), dan lain logika lem untuk tingkat pergeseran antara berjalan dari 3 volt, seperti MCU, komponen dan komponen yang berjalan dari 5 volt, seperti CCD.Tantangan desain untuk setiap pengembang yang memasuki pasar dewasa adalah untuk menciptakan produk yang mengganggu. Sebuah barcode scanner desain adalah contoh utama dari area aplikasi didefinisikan dengan baik di mana pengembang dapat mengganggu pasar dengan menyediakan solusi yang lebih efektif, dapat diandalkan yang mengurangi biaya tagihan bahan (GOOD) dan memanfaatkan kekuatan pemrosesan lanjutan 32-bit campuran-sinyal MCUs. Peranti tergandeng – muatan (CCD) IkhtisarBarcode scanner CCD optikal scan daerah yang luas, sempit dan mengubah informasi optik ke urutan analog pulsa elektronik. Tingkat tegangan pulsa masing-masing mewakili keadaan satu piksel dalam jangkauan scan CCD. Banyak digunakan CCD genggam barcode scanner menghasilkan output pada resolusi beberapa ribu piksel.CCD mengandalkan MCU pengendali untuk menyediakan sumber jam. Kacang-kacangan Clock yang diberi makan ke dalam CCD shift daftar jam input memulai scan, dan CCD serentak output tegangan yang sebanding dengan cahaya untuk jam disediakan. Tingkat tegangan yang menggambarkan keadaan pixel biasanya mengandung bias arus searah (dc), dan ayunan tegangan antara optik hitam dan putih optik dapat bervariasi tergantung pada CCD digunakan dan faktor desain lainnya. Keuntungan dari solusi terpaduDalam tradisional barcode scanner Desain, setiap fitur sistem memerlukan sekumpulan komponen berlainan. Sebagai contoh, barcode penginderaan subsistem memerlukan CCD dikelilingi oleh mendukung komponen pasif, ADC diskrit dan mengendalikan MCU. Subsistem audio sering memerlukan DAC diskrit, rangkaian penyaringan dan pembicara kecil. USB subsistem biasanya membutuhkan kristal eksternal untuk memenuhi persyaratan waktu yang dikenakan oleh protokol USB. Pengembang yang menemukan cara untuk menghilangkan beberapa komponen ini dapat meminimalkan total membangun biaya Dewan, menyusut ukuran papan minimum yang diperlukan untuk tata letak dan mengurangi sistem menarik saat ini rata-rata. Selain itu, menggabungkan fitur ke dalam komponen yang lebih sedikit dapat merampingkan proses pengembangan dan kecepatan waktu ke pasar. Solusi yang sangat terpadu (Lihat gambar 1) juga meningkatkan keandalan sistem karena desain dengan komponen yang lebih sedikit mengurangi potensi poin kegagalan dalam sistem.Barcode pemindaian sistem berbasis mikrokontroler 32-bit Gambar 1. Barcode pemindaian sistem berbasis mikrokontroler 32-bit sangat terpadu Sebagai contoh, Silicon Labs' Precision32™ 32-bit mikrokontroler keluarga menyediakan sangat terpadu, kaya perifer tertanam solusi kontrol yang memungkinkan pengembang untuk menghilangkan banyak diskrit komponen dalam desain scanner barcode sambil meningkatkan keandalan sistem dan kinerja. On-Chip ADC SamplingKetika memilih mikrokontroler 32-bit dengan ADC pada chip, pengembang harus hati-hati menyesatkan spesifikasi yang nyaris dapat menentukan kinerja ADC sebagai daerah operasi di mana perangkat yang terjadi untuk melakukan dengan baik. Misalnya, beberapa lembar data MCU tidak akan memberikan spesifikasi yang mencakup seluruh MCU temperatur operasi dan rentang tegangan. Memilih MCU yang performanya adalah sangat sempit didefinisikan daun desain yang rentan terhadap penurunan kinerja ketika beroperasi di luar batas-batas ADC spesifikasi. Sebagai contoh, ADC MCU mungkin mulai melihat perilaku non-monotonic ketika beroperasi pada suhu tinggi atau ketika beroperasi pada akhir rendah jangkauan tegangan operasinya.Dengan memilih MCU yang telah ditandai secara mendalam dan kinerja yang ditetapkan untuk menutupi kemungkinan luas jangkauan operasi, pengembang akan memastikan bahwa produk mereka scanner barcode akan fungsi terpercaya di spektrum yang luas dari kasus penggunaan pelanggan akhir. P

Hasil (Bahasa Indonesia) 2:

Meningkatkan Barcode Scanner Desain


Keuntungan dari Solusi Terpadu Berdasarkan 32-bit Microcontroller
scan barcode

scanner Barcode telah menjadi seperti teknologi di mana-mana yang mudah untuk mengambil kompleksitas desain yang mendasari mereka untuk diberikan. Scanner barcode memerlukan beberapa sirkuit terpadu diskrit dan sebuah array dari sirkuit pasif dan aktif untuk menyediakan fungsionalitas dan kehandalan yang pengguna akhir telah datang ke harapkan. Banyak scanner barcode umumnya menggunakan sensor optik, seperti charge-coupled device (CCD), yang output representasi analog dari apa yang "terlihat" untuk sensor untuk analog-ke-digital converter (ADC) yang dikendalikan oleh mikrokontroler ( MCU). MCU menafsirkan output ADC sebagai urutan bar dan proses urutan ini lebih hitam dan putih tebal dan tipis untuk mendapatkan string karakter dari pola. Urutan karakter dapat dikodekan dalam salah satu dari sejumlah protokol barcode yang terdefinisi dengan baik, seperti Code 39.

Fitur tambahan yang ditemukan di scanner barcode termasuk konektivitas USB, regulator, output audio (biasanya didorong oleh konverter digital-ke-analog diskrit (DAC) atau sederhana pulse-width modulation (PWM)), dan lem logika lainnya untuk tingkat-pergeseran antara komponen berjalan dari 3 volt, seperti MCU, dan komponen berjalan dari 5 volt, seperti CCD.

desain tantangan bagi setiap pengembang memasuki pasar yang matang adalah untuk menciptakan produk mengganggu. Sebuah desain scanner barcode adalah contoh utama dari area aplikasi yang didefinisikan dengan baik di mana pengembang dapat mengganggu pasar dengan menyediakan lebih efektif biaya, solusi handal yang mengurangi tagihan-of-bahan (BOM) biaya dan memanfaatkan kekuatan pengolahan canggih 32-bit sinyal campuran MCUs.


Charge-Coupled Device (CCD) Ikhtisar

CCD barcode scanner optik scan, lahan sempit lebar dan mengubah informasi optik ke urutan pulsa elektronik analog. Tingkat tegangan setiap pulsa mewakili keadaan satu pixel dalam jangkauan scan CCD. Banyak CCD biasa digunakan dalam scanner barcode genggam menghasilkan output pada resolusi beberapa ribu piksel.

Sebuah CCD bergantung pada MCU pengendalian untuk menyediakan sumber jam. Jam pulsa dimasukkan ke register geser jam input CCD ini memulai scan, dan CCD serempak output tegangan sebanding dengan cahaya untuk jam disediakan. Tingkat tegangan menggambarkan keadaan pixel biasanya berisi arus (dc) Bias langsung, dan ayunan tegangan antara hitam optik dan optik putih dapat bervariasi tergantung pada CCD yang digunakan dan faktor desain lainnya.


Keuntungan dari Solusi Terpadu

Dalam desain scanner barcode tradisional, setiap fitur sistem membutuhkan kumpulan komponen diskrit. Sebagai contoh, barcode merasakan subsistem membutuhkan CCD dikelilingi dengan mendukung komponen pasif, ADC diskrit dan MCU pengendali. Subsistem audio yang sering membutuhkan DAC diskrit, sirkuit penyaringan dan speaker kecil. USB subsistem biasanya membutuhkan kristal eksternal untuk memenuhi persyaratan waktu yang dikenakan oleh protokol USB. Pengembang yang menemukan cara untuk menghilangkan beberapa komponen ini dapat meminimalkan total membangun biaya papan, mengecilkan ukuran papan minimum yang diperlukan untuk tata letak dan mengurangi sistem menarik arus rata-rata. Selain itu, menggabungkan lebih banyak fitur ke dalam komponen yang lebih sedikit dapat merampingkan proses pembangunan dan kecepatan waktu-ke-pasar. Sebuah solusi yang sangat terintegrasi (lihat Gambar 1) juga meningkatkan keandalan sistem karena desain dengan komponen yang lebih sedikit mengurangi poin potensi kegagalan dalam sistem.
Barcode Scanning Sistem Berdasarkan 32-bit Microcontroller

Gambar 1. Barcode Scanning Sistem Berdasarkan Sangat Terpadu 32 -bit Microcontroller



misalnya, Silicon Labs 'Precision32 ™ 32-bit mikrokontroler keluarga menyediakan sangat terintegrasi, solusi kontrol tertanam kaya perifer-yang memungkinkan pengembang untuk menghilangkan banyak komponen diskrit dalam desain scanner barcode sekaligus meningkatkan keandalan sistem dan kinerja.


On-Chip ADC Sampling

Ketika memilih mikrokontroler 32-bit dengan on-chip ADC, pengembang harus berhati-hati menyesatkan spesifikasi yang sempit dapat menentukan kinerja ADC sebagai daerah operasi di mana perangkat yang terjadi untuk melakukan dengan baik. Misalnya, beberapa lembar data MCU tidak akan memberikan spesifikasi yang mencakup seluruh suhu operasi dan tegangan kisaran MCU. Memilih MCU yang kinerjanya begitu sempit didefinisikan meninggalkan desain rentan terhadap penurunan kinerja ketika beroperasi di luar batas-batas spesifikasi ADC. Misalnya, ADC MCU ini mungkin mulai melihat perilaku non-monoton ketika beroperasi pada suhu tinggi atau ketika beroperasi pada akhir rendah dari kisaran tegangan operasi.

Dengan memilih MCU yang telah mendalam ditandai dan yang kinerjanya ditentukan untuk menutupi luas mungkin rentang operasi, pengembang akan memastikan bahwa produk scanner barcode mereka akan berfungsi andal di seluruh spektrum yang luas dari kasus penggunaan pelanggan akhir. P