專利名稱：偽條形碼禁止器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及條形碼閱讀器的控制電路，特別涉及條形碼閱讀器的偽條形禁止器電路。
背景技術(shù)：
條形碼閱讀器的基本工作原理是利用光線掃描由一系列黑白條組成的條形碼。從條形碼返回的光線經(jīng)條形碼閱讀器檢測并轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號。隨后對該信號進(jìn)行處理從而讀出條形碼。各種因素都有可能引起誤讀，由此產(chǎn)生錯誤的輸出。
例如，大多數(shù)條形碼閱讀器難以確定條形碼序列從何處開始。來自條形碼閱讀器的光線常常會在遇到第一條黑條之前就從灰色背景區(qū)域移動至強(qiáng)反射的白色區(qū)域。這種最初從灰色背景到白色區(qū)域的過渡有可能在被誤讀為黑條的信號中產(chǎn)生一脈沖。因此，條形碼閱讀器輸出的是錯誤的條形碼。
大多數(shù)條形碼閱讀器不僅難以確定條形碼的起始點(diǎn)，而且同樣也難以確定其結(jié)束之處。因此，一些條形碼掃描器偶爾會掃描出產(chǎn)生錯誤輸出的條余的偽條碼。
此外，大多數(shù)條形碼閱讀器沒有向用戶提供外部控制條形碼閱讀器閾值電平以檢測黑條或當(dāng)條形碼數(shù)字化器的輸出受阻時進(jìn)行控制的能力。在有些應(yīng)用中，由于閱讀器可能要調(diào)整至特定的條形碼標(biāo)記，所以需要從外部調(diào)節(jié)閾值電平。在其它的應(yīng)用中，最好能在掃描期間或掃描之后關(guān)閉數(shù)字化器的輸出。
現(xiàn)有的帶控制電路的條形碼閱讀器的例子是桑托(Sato)的美國專利No.5,142,130。桑托揭示了一種帶有開始邊緣或區(qū)域檢測電路的條形碼閱讀系統(tǒng)和條形碼閱讀裝置。開始邊緣識別電路首先檢測白條寬度。如果白色寬度異常，則開始邊緣檢測電路判斷信號在信號電平驟升超出預(yù)定電平之處有一黑條，并將前面的電平升高視為噪聲。桑托未考慮上述諸如確定實(shí)際的條形碼何時開始之類的問題。桑托的開始邊緣檢測電路由于僅僅是試圖通過測量分隔白條寬度來確定黑條之間的錯讀，所以無法確定何時開始閱讀。
現(xiàn)有的帶控制電路的條形碼閱讀器的另一個例子是巴克(Barkan)的美國專利No.5,103,080，其中揭示了用于條形碼的數(shù)字化器。該電路包括由掃描儀信號觸發(fā)的可觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。只要數(shù)字化儀的一系列脈沖超過單穩(wěn)態(tài)(one-shot)電路的閾值，單穩(wěn)態(tài)電路就不會超時。在巴克的專利的控制電路中無法保證檢測到實(shí)際的條碼，并且該電路沒有提供任何從外部設(shè)定閾值電平或能夠?qū)l形碼數(shù)字化器的輸出進(jìn)行任何外部控制的手段。
本發(fā)明為條形碼閱讀器供改進(jìn)電路以防止條形碼的誤讀或錯讀。發(fā)明內(nèi)容按照本發(fā)明，通過在包含檢測器電路、信號恢復(fù)電路、外部可調(diào)比較器電路、軟件控制器和高阻抗箝位電路的條形碼閱讀器的偽條形碼禁止器電路達(dá)到本發(fā)明的各項(xiàng)目標(biāo)。其基本原理是，檢測器電路檢測反射率由高到低或由低到高的第一次過渡。該過渡觸發(fā)信號恢復(fù)電路，信號恢復(fù)電路設(shè)定了一個比在有效條形碼閱讀期間遇到另一次過渡所需的可能的最長時間還要長的時間常數(shù)。每次遇到過渡就觸發(fā)信號恢復(fù)電路。外部可調(diào)比較器電路將來自信號恢復(fù)電路的輸出與一個可以由軟件控制器調(diào)整的極限相比較。在軟件控制器的作用下，可以控制比較器的輸出，從而對數(shù)字化器的輸出進(jìn)行控制。在一較佳實(shí)施例中，當(dāng)輸出可以通過條形碼數(shù)字化器時，比較器的輸出驅(qū)動箝位電路。
偽條形碼禁止器電路有效地禁止了條形碼的輸出，直到檢測出反射率由高到低或由低到高的過渡，從而避免了開始的條碼誤讀。偽條形碼禁止器電路還創(chuàng)設(shè)一個用于從有效條形碼中屏蔽偽條形碼的“窗口”。此外，偽條形碼禁止器電路可以對比較器使用的極限進(jìn)行外部控制，因而可以外部控制窗口的大小和在條形碼數(shù)字化器的輸出通過時進(jìn)行外部控制。附圖概述借助于以下結(jié)合附圖的說明可以更清楚地理解本發(fā)明前述以及其它的目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和效能。


圖1為按照本發(fā)明的與條形碼掃描器的數(shù)字化器一起使用的偽條形碼禁止器電路的框圖；圖2為圖1所示的條形碼閱讀器中的偽條形碼禁止器電路的部分框圖；圖3(a)為代表被掃描條形碼第一偏離信號的時序圖；圖3(b)為V(2)處的電壓的時序圖；圖3(c)為比較器輸出電壓在V(3)處的時序圖；圖3(d)為數(shù)字條形碼與條形碼數(shù)字化器的偽條形碼輸出的時序圖；以及圖4為按照本發(fā)明的條形碼閱讀器的偽條形碼禁止器電路和數(shù)字化器的另一個實(shí)施例的部分框圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式圖1所示為按照本發(fā)明的偽條形碼禁止器電路50。禁止器電路50包括檢測器電路52、信號恢復(fù)電路54、外部可調(diào)閾值比較器電路56、軟件控制器58和高阻抗箝位電路60。在本發(fā)明中，閱讀條形碼的窗口每次都動態(tài)設(shè)置，并且條形碼閱讀器利用該窗口可以在數(shù)字化器輸出的條形碼中屏蔽偽條形碼。此外，可以從外部借助軟件控制器58控制條形碼數(shù)字化器的輸出。
圖2為條形碼閱讀器中條形碼禁止器電路的部分框圖。在本實(shí)施例中，檢測器電路52包括運(yùn)算放大器62和二極管64。運(yùn)算放大器62的正極與3.8伏電源相連，負(fù)極連至虛地。在不偏離本發(fā)明的范圍下也可以采用其它連接。運(yùn)算放大器62的同相輸入端與條形碼數(shù)字化器49相連。在1993年5月11日和1993年4月6日授予柯達(dá)公司等的美國專利No.5,210,397和5,200,597中揭示了典型的條形碼數(shù)字化器的工作原理，這些都在本發(fā)明中作為參考。運(yùn)算放大器62的輸出連至二極管64的負(fù)極。二極管64的正極接入返回至運(yùn)算放大器62的反相輸入端的反饋回路中。在本實(shí)施例中，采用TLC274運(yùn)算放大器和IN4001二極管，雖然也可以使用其它類型的放大器和二極管。
信號恢復(fù)電路54包括電阻器R1和電容器C1。電阻器R1的一端與3.8伏電源相連，另一端與二極管D1的正極相連。如果需要，也可以使用其它電源。電容器C1的一端與二極管D1的正極相連，另一端連至虛地。電容器C1和電阻器R1經(jīng)過挑選，其時間常數(shù)大于在有效條形碼閱讀期間遇到另一次過渡可能所需的最長時間。在本實(shí)施例中，電容器C1為0.1μF，電阻器R1為1MΩ。
比較器電路56包括運(yùn)算放大器66和電阻器R2、R3、R4和R5。電阻器R2的一端與二極管D1的正極相連，另一端連至運(yùn)算放大器66的正相輸入端。電阻器R3的一端連至運(yùn)算放大器66的正相輸入端，另一端連至運(yùn)算放大器66的輸出端。電阻器R4的一端連至1.2伏電源，另一端連至運(yùn)算放大器66的反相輸入端。電阻器R5的一端連至運(yùn)算放大器66的反相輸入端，另一端連至虛地。在本實(shí)施例中，采用TLC274運(yùn)算放大器、10KΩ電阻器R2、1MΩ電阻器R3、100KΩ電阻器R4和1MΩ電阻器R5，雖然可以采用其它電壓源以及其它種類的運(yùn)算放大器和電阻器。
軟件控制器58連至運(yùn)算放大器66的反相輸入端。軟件控制器58可以經(jīng)外部編程后控制禁止電路50何時禁止或激勵。在本實(shí)施例中，軟件控制器58可以驅(qū)動反相輸入端至0或5伏，或者可以短路連接。可以采用諸如在上面所述的專利5,200,597中揭示的使用操縱微處理器的軟件。
高阻抗箝位電路60包括晶體管68和一對電阻器R6和R7。電阻器R6的一端與比較器電路56中運(yùn)算放大器66的輸出相連，另一端連至晶體管68的基極。電阻R7的一端連至晶體管68的基極，另一端連至晶體管68的反射極。晶體管68的發(fā)射極連至虛地，集電極連至條形碼數(shù)字化器49的輸出。在本實(shí)施例中，采用Q1-2N4401晶體管和阻值為47KΩ的電阻R6和R7，雖然可以采用其它晶體管和電阻器。
現(xiàn)在將借助圖3(a)—3(d)解釋圖2所示偽條形碼禁止器電路的工作原理。具體而言，圖3(a)所示為經(jīng)條形碼閱讀器檢測的反射光產(chǎn)生的電學(xué)信號的第一偏離。該信號傳送至檢測器電路52中運(yùn)算放大器的正相輸入端和條形碼數(shù)字化器49。在本實(shí)施例中，檢測器電路52“檢查”由高向低的反射率過渡。在圖3(a)的第一偏離信號的“谷底”69發(fā)生了由高向低的過渡。在本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝黄x信號大約下降至1伏以下時，運(yùn)算放大器62輸出使二極管D1開始導(dǎo)通的負(fù)電壓。當(dāng)二極管D1開始導(dǎo)通時，如圖3(b)所示，電容器C1放電導(dǎo)致電壓下降。當(dāng)?shù)谝黄x信號超過1V時，運(yùn)算放大器62切換至輸出正電壓，在本實(shí)施例中電壓為3.8伏。二極管D1負(fù)極處3.8伏的電壓使二極管D1停止導(dǎo)通而電容器C1又開始充電。
比較器電路56中的運(yùn)算放大器66接收來自信號恢復(fù)電路54的圖3(b)所示的信號。在本實(shí)施例中，反相輸入端由包括電阻器R4和R5以及1.2伏電源的電壓分壓器電路設(shè)置為1伏左右。如果正相輸入端電壓超過1伏，則運(yùn)算放大器66將輸出在這里是4伏的正電壓，否則放大器66將輸出零伏，在這里是負(fù)電壓。
通過軟件控制器58可以控制運(yùn)算放大器66反相輸入端的電壓。軟件控制器58可以將反相端設(shè)置為各種不同的電壓，因而迫使運(yùn)算放大器66的輸出處于所要求的狀態(tài)或使得輸出或所需現(xiàn)狀更合適。因此，條形碼禁止器電路可以在很大程度上控制條形碼數(shù)字化器并能調(diào)整屏蔽窗口從而只允許有效的條形碼輸出。
比較器電路56的輸出控制高阻抗箝位電路60。如果比較器電路66輸出的是零電壓，那么晶體管68仍處于截止?fàn)顟B(tài)，而條形碼數(shù)字化器49產(chǎn)生的如圖3(d)所示的條形碼就能通過。如果對晶體管68的輸入接近4伏，則晶體管68飽和，并且屏蔽了條形碼數(shù)字化器的輸出。圖3(d)所示數(shù)字化條形碼與圖3(c)中信號反相形式進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算。
條形碼禁止器電路50使用3(c)所示的“窗口”根據(jù)外部編程指令以動態(tài)方式產(chǎn)生。在軟件控制器58的作用下，可以從外部將觸發(fā)過渡電平調(diào)節(jié)至較佳或所需要的設(shè)定。此外，即使是數(shù)字化器有效條形碼的輸出，操作者也可以通過編程軟件予以停止。
圖4所示為條形碼閱讀器的偽條形碼禁止器電路70的另一個實(shí)施例。圖4與圖2中電路之間的主要差別在于，圖4電路用“峰頂”探測器代替了“谷底”探測器。換句話說，圖4中的電路尋找的是反射由低到高而非由高到底的過渡。
具體而言，圖4中的電路包括探測器電路72、信號恢復(fù)電路74、外部可調(diào)比較器電路76、軟件控制器78和高阻抗箝位電路80。檢測器電路72包括運(yùn)算放大器82和二極管84。運(yùn)算放大器82的正相輸入端和條形碼數(shù)字化器49相連以接收第一偏離信號。運(yùn)算放大器82的輸出與二極管84的正極相連。二極管84的負(fù)極連入返回至放大器82正相輸入端的反饋回路。運(yùn)算放大器82的正極連至3.8伏電源，負(fù)極與虛地相連。如果需要，可采用不同的電源。
信號恢復(fù)電路76包括電容器C1和電阻器R1。電容器C1和電阻器R1的時間常數(shù)設(shè)定為大于可能的兩次反射過渡之間最長的時間。電容器C1的一端與二極管84的負(fù)極相連，另一端接地。同樣，電阻器R1的一端與二極管84的負(fù)極相連，另一端接地。
比較器電路76包括運(yùn)算放大器86和電阻器R2、R3、R4和R5。電阻器R2的一端與二極管84的負(fù)極相連，另一端連至運(yùn)算放大器86的正相輸入端。電阻器R3的一端連至運(yùn)算放大器86的正相輸入端，另一端連至運(yùn)算放大器86的輸出端。電阻器R4和R5的一端連至運(yùn)算放大器86的反相輸入端。電阻器R4的另一端與3.8伏電源相連，電阻器R5的另一端接地。軟件控制器78連至運(yùn)算放大器86的反相輸入端。如果需要，在比較器電路76中也可采用其它的電源。
高阻抗箝位電路80包括一對電阻器R6和R7以及晶體管88。電阻器R6的一端連至運(yùn)算放大器86的輸出端，另一端與晶體管88的基極相連，電阻R7的一端與晶體管88的基極相連，另一端接地。晶體管88的發(fā)射極接地，集電極與條形碼數(shù)字化器49的輸出端相連。
這里的偽條形碼禁止器電路70的工作原理與前面實(shí)施例中的基本相同。它們主要的不同之處是這里的電路檢測由低到高的反射過渡而不是檢測由高到低的反射過渡。當(dāng)?shù)谝黄x信號超過約1.5伏時，運(yùn)算放大器82就輸出電壓為零伏的負(fù)電壓，而當(dāng)電壓低于1.5伏時，運(yùn)算放大器82則輸出3.8伏的正電壓。當(dāng)二極管84兩端的電壓大于或等于0.7伏時二極管84導(dǎo)通，而當(dāng)小于約0.7伏時截止。二極管84導(dǎo)通時，電容器C1充電，而二極管84時截止時，則C1開始放電。
運(yùn)算放大器86的正相輸入端由包括電阻器R4和R5以及3.8伏電源的電壓分壓器設(shè)置。軟件控制器78也連至運(yùn)算放大器86的正相輸入端，從而利用編程軟件從外部控制運(yùn)算放大器86的輸出。當(dāng)軟件控制器78沒有控制住電壓分壓器時，在本實(shí)施例中正相輸入端改定為1.5伏左右，雖然可以采用其它改定。
信號恢復(fù)電路74的輸出傳送至反相輸入端。當(dāng)輸入大于1.5伏時，運(yùn)算放大器86從其負(fù)極輸出零伏的電壓，否則從其正極輸出在這里為3.8伏的電壓。晶體管88與比較器電路76的輸出端耦合。
當(dāng)比較器電路76的輸出為3.8伏時，晶體管88飽和并阻斷條形碼數(shù)字化器49的輸出。當(dāng)輸出為零電壓時，晶體管88截止而不阻斷數(shù)字化器49的輸出。
在對以上本發(fā)明基本概念作了描述后，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員很容易理解本發(fā)明的內(nèi)容。雖然這里未作描述，但是對于本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員來說，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，很容易作出各種改動、改進(jìn)和改變。所以，本發(fā)明僅由如下的附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種條形碼閱讀器的偽條形碼禁止器電路，條形碼閱讀器響應(yīng)閱讀器檢測的由條形碼返回的光線而產(chǎn)生電學(xué)信號，條形碼閱讀器包括產(chǎn)生電學(xué)信號第一偏離信號的數(shù)字化器，其特征在于，所述禁止器電路包括檢測第一偏離信號中由低到高反射狀態(tài)過渡的裝置；與所述檢測裝置輸出耦合并在經(jīng)檢測的過渡之間的時間超出設(shè)定極限時產(chǎn)生觸發(fā)電平的信號恢復(fù)裝置；將所述信號恢復(fù)裝置的輸出與所述極限進(jìn)行比較并向數(shù)字化器提供禁止輸出的比較器裝置；以及從外部調(diào)整極限值的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的禁止器電路，其特征在于，所述檢測裝置包括運(yùn)算放大器和二極管，所述正相輸入端接收所述第一偏離信號，所述運(yùn)算放大器的所述輸出端耦合至所述二極管的負(fù)極，所述二極管的正極耦合至所述運(yùn)算放大器的所述反相輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的禁止器電路，其特征在于，所述信號恢復(fù)裝置包括電阻器和電容器，所述電阻器的一端連至電壓源，另一端連至二極管的正極，所述電容器的一端連至二極管的正極而另一端接地，所述電阻器和電容器經(jīng)過挑選，其時間常數(shù)大于在有效條形碼閱讀期間遇到另一次過渡可能所需的最長時間。
4.如權(quán)利要求3所述的禁止器電路，其特征在于，所述比較器包括第二運(yùn)算放大器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器和第五電阻器，所述第二電阻器的一端連至所述二極管的正極，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的正相輸入端，所述第三電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的正相輸入端，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，所述第四電阻器的一端連至第二電壓源，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第五電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端而另一端接地。
5.如權(quán)利要求4所述的禁止器電路的特征在于還包括響應(yīng)所述比較器裝置輸出并對所述數(shù)字化器起禁止作用的高阻抗箝位裝置，所述箝位裝置包括晶體管、第六電阻器和第七電阻器，所述第六電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的輸出端而另一端連至所述晶體管的基極，所述第七電阻器的一端連至所述晶體管的基極而另一端連至所述晶體管的發(fā)射極，所述晶體管的發(fā)射極與虛地相連而集電極與條形碼數(shù)字化器的輸出端相連。
6.如權(quán)利要求1所述的禁止器電路，其特征在于，所述檢測裝置包括運(yùn)算放大器和二極管，所述正相輸入端接收所述第一偏離信號，所述運(yùn)算放大器的所述輸出端耦合至所述二極管的正極，所述二極管的負(fù)極耦合至所述運(yùn)算放大器的所述反相輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的禁止器電路，其特征在于，所述信號恢復(fù)裝置包括電阻器和電容器，所述電阻器和電容器的一端接地，而所述電阻器和電容器的另一端連至所述二極管的負(fù)極，所述電阻器和電容器經(jīng)過挑選，其時間常數(shù)大于在有效條形碼閱讀期間遇到另一次過渡可能所需的最長時間。
8.如權(quán)利要求7所述的禁止器電路，其特征在于，所述比較器裝置包括第二運(yùn)算放大器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器和第五電阻器，所述第二電阻器的一端連至所述二極管的負(fù)極，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述第三電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的輸出端，所述第四電阻器的一端連至第二電壓源，另一端連至所述第二運(yùn)算放大器的正相輸入端，所述第五電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的正相輸入端而另一端接地。
9.如權(quán)利要求8所述的禁止器電路的特征在于還包括響應(yīng)所述比較器裝置輸出并對所述數(shù)字化器起禁止作用的高阻抗箝位裝置，所述箝位裝置包括晶體管、第六電阻器和第七電阻器，所述第六電阻器的一端連至所述第二運(yùn)算放大器的輸出端而另一端連至所述晶體管的基極，所述第七電阻器的一端連至所述晶體管的基極而另一端連至所述晶體管的發(fā)射極，所述晶體管的發(fā)射極與虛地相連而集電極與條形碼數(shù)字化器的輸出端相連。
全文摘要
一種偽條形碼禁止器電路包括檢測器、信號恢復(fù)電路、比較器、軟件控制器和高阻抗箝位電路。其基本原理是，檢測器電路檢測反射率由高到低或由低到高的第一次過渡。該過渡信號觸發(fā)信號恢復(fù)電路。每次遇到合適的過渡就觸發(fā)信號恢復(fù)電路。比較器電路將來自信號恢復(fù)電路的輸出與電軟件控制器的定時閾值進(jìn)行比較，從而控制數(shù)學(xué)化器的輸出。
文檔編號G06K7/10GK1123060SQ94192072
公開日1996年5月22日 申請日期1994年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月10日
發(fā)明者E·C·布雷默 申請人:Psc股份有限公司