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)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(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碼來說，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、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的錯(cuò)誤。

二維碼解碼流程

了解了QR二維碼的構(gòu)造，下面我們來了解解碼流程，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，網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)資料充足，這里就不再贅述。

QR decode快速使用方法

硬件資源

1) USB2) LCD 93413) Sensor OV5640 or OV26404) Buzzer（PE3）5) USER Key6) AT32F435_DVP_EVB_V1.0實(shí)驗(yàn)板圖3. 硬件資源圖

硬件連接及數(shù)據(jù)流

本例程中主要使用到的外設(shè)包括：DVP、I2C、XMC、DMA和USB，其中DVP用于攝像頭數(shù)據(jù)接收，I2C用于初始化攝像頭，XMC用于發(fā)送LCD顯示數(shù)據(jù)至LCD設(shè)備，DMA用于DVP至buffer和buffer至XMC的數(shù)據(jù)傳輸，USB用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至PC端。攝像頭數(shù)據(jù)會(huì)以Y8的格式用DVP進(jìn)行采集，通過DMA傳輸至內(nèi)存buffer，此buffer會(huì)用于LCD顯示和Zbar解碼。在LCD顯示部分，由于LCD無法直接顯示Y8格式數(shù)據(jù)，所以首先會(huì)將Y8格式轉(zhuǎn)換為RGB格式，然后通過DMA將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絏MC用于LCD顯示攝像頭畫面；在Zbar解碼部分，解碼成功后會(huì)將解析結(jié)果通過USB傳輸至PC端，并通過XMC將結(jié)果顯示到LCD上。硬件連接以及數(shù)據(jù)流如下圖所示：圖4. 硬件連接及數(shù)據(jù)流圖

QR decode demo使用

由于該demo運(yùn)行占用了256KB的SRAM，而AT32F435/437的SRAM大小是可配置的（SRAM默認(rèn)大小為384KB），為了方便使用，demo已經(jīng)在啟動(dòng)文件中將SRAM修改為了默認(rèn)大小，亦可自行在extend_sram()函數(shù)中進(jìn)行SRAM大小的配置。圖5. 修改SRAM大小1) 連接USB線到PC，通過上位機(jī)可以識(shí)別到該設(shè)備：Artery Virtual COM Port，注意需要安裝USB驅(qū)動(dòng)：Artery_VirtualCOM_DriverInstall.exe。2) 根據(jù)LCD顯示信息，查看攝像頭初始化是否成功，demo提供的初始化代碼可自動(dòng)識(shí)別OV5640或OV2640兩種攝像頭，若想更換其他攝像頭請(qǐng)自行修改攝像頭初始化代碼。3) 初始化成功后，將攝像頭對(duì)準(zhǔn)二維碼，LCD顯示當(dāng)前抓取的攝像頭圖像，此時(shí)芯片一直在通過Zbar進(jìn)行二維碼解碼。4) 若芯片解析到數(shù)據(jù)，蜂鳴器會(huì)進(jìn)行提示并將解析次數(shù)及解析結(jié)果顯示在LCD底部，如圖6所示。同時(shí)如果連接了USB至PC端并識(shí)別到了Artery Virtual COM Port，還會(huì)將解析到的數(shù)據(jù)通過USB傳輸?shù)絇C端，如圖7所示。當(dāng)解析到新的圖碼數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將解析次數(shù)清零，并更新解析結(jié)果。5) 若芯片未解析到圖碼數(shù)據(jù)，LCD將無結(jié)果顯示，或保留上次解析的結(jié)果及次數(shù)。6) 蜂鳴器提示音可以通過USER Key進(jìn)行開關(guān)。7) 可通過以下宏定義來對(duì)攝像頭輸出數(shù)據(jù)大小進(jìn)行設(shè)置，為了兼顧成像效果和資源占用，建議輸出大小設(shè)置為160至240（pixel）之間：#define CAMERA_SIZE 2408) 可通過以下宏定義來選擇是否開啟LCD顯示：#define LCD_DISPLAY9) 應(yīng)用效果展示視頻鏈接如下：https://b23.tv/Y4nhMNR圖6. LCD顯示解析數(shù)據(jù)圖7. USB傳到上位機(jī)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。