1 一维条形码、二维码简介
1.1 一维条形码
一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。
一维条码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，虽然提高信息录入的速度，减少差错率，但是其空间利用率较低，数据容量较小。
1.2 二维码
二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
二维码由于自身设计特点，可包含更多的信息量，编码信息范围更广，并且由于二维码具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、以及处理图形旋转变化点，二维码译码更加准确，其误码率为千万分之一。下图为QR二维码构造框图。
图 1. QR 码符号的结构
1) 位置探测图形、位置探测图形分隔符：用于对二维码的定位，对每个QR码来说，位置都是固定存在的，只是大小规格会有所差异；这些黑白间隔的矩形块很容易进行图像处理的检测。
2) 定位图形：这些小的黑白相间的格子就好像坐标轴，在二维码上定义了网格。
3) 格式信息：表示该二维码的纠错级别，分为L、M、Q、H；
4) 数据区域：使用黑白的二进制网格编码内容。8个格子可以编码一个字节。
5) 版本信息：即二维码的规格，QR码符号共有40种规格的矩阵（一般为黑白色），从21x21（版本1），到177x177（版本40），每一版本符号比前一版本每边增加4个模块。
6) 纠错码字：用于修正二维码损坏带来的错误。
2 QR 二维码解码流程
了解了QR二维码的构造，下面我们来了解解码流程， QR二维码的解码流程如下图2所示。
图 2. QR 码译码步骤
1) 定位并获取符号图像。深色与浅色模块识别为“ 0”与“1”的阵列。
2) 识读格式信息（如果需要，去除掩模图形并完成对格式信息模块的纠错，识别纠错等级与掩模图形参考）。
3) 识读版本信息，确定符号的版本。
4) 用掩模图形参考，从格式信息中得出对编码区的位图进行异或处理消除掩模。
5) 根据模块排列规则，识读符号字符，恢复信息的数据与纠错码字。
6) 用与纠错级别信息相对应的纠错码字检测错误，如果发现错误，立即纠错。
7) 根据模式指示符和字符计数指示符将数据码字划分成多个部分。
8) 最后，按照使用的模式译码得出数据字符并输出结果。
二维码的解码流程具体实现的步骤和方法是比较复杂，涉及到了QR二维码的标准规则及相对应的算法，知识点很多，大家感兴趣的话可以自己多去网上查阅资料了解。
3 QR decode 快速使用方法
3.1 硬件资源
1) LCD 9341
2) 外接Buzzer（PE15）
3) Arduio
4) AT-START-F403 V1.2 实验板
5) Sensor BF3901
6) USB
7) USER key
8) UART4_TX（PC10）
图 3. 硬件资源图
Note:
1.该demo是基于AT32F403的硬件条件，若使用者需要在AT32其他型号上使用，请修改相应配置即可。
2.供电部分：使用电源供电，或USB线供电（勿使用Link单独供电）。
3.2 QR decode demo 使用
1) 打开QR decode project源程序，选择相应的target（如下图，提供支持F403与F403A的target），编译后下载到实验板。
2) 由于该demo运行占用了169K的SRAM，所以在使用demo前需开启芯片的扩展SRAM功能（扩展为224KB），为了方便用户使用，demo已经在启动文件中开启了此项功能。
3) 连接USB线到PC，通过上位机可以识别到该设备：Artery Virtual COM Port. 注意需要安装USB驱动：Artery_VirtualCOM_DriverInstall.exe
4) 根据LCD显示信息，查看BF3901初始化是否成功，并按下USER key按键，开启QR 解码侦测。
5) 将摄像头BF3901对准二维码， LCD显示当前抓取的摄像头图像，此时芯片一直在运算QR解码。
6) 若芯片一直没有解析到二维码，一维码数据，则会一直运行下去，直到解析到数据，如图4所示。蜂鸣器会响一下，并且将解析到数据通过USB传输到上位机，如图5所示。
7) 若芯片未解析到图码数据，串口此时会打印Not detect！，若解析到图码数据，则会将解析到的数据一并打印下来，如图7所示。后续BF3901会连续侦测二维码图像，并会计数重复扫描到的信号。若想将BF3901捕获到的信号显示在LCD上，可以再次按下USER key按键。
Ps. QR decode 默认只侦测二维码，若要侦测全部图码等，需开启宏定义：Detect_all。
图 4. LCD 显示解析数据
图 5. USB 传到上位机数据
图 6. UART4 打印结果
评论