简述编译原理中扫描器的工作原理

㈠ 二维码扫码器工作原理

工作原理：光笔是最先出现的一种手持接触式条码阅读器。使用时，操作者需将光笔接触到条码表面。通过光笔的镜头发出一个很小的光点，当这个光点从左到右划过条码时，在“空”部分，光线被反射，“条”的部分，光线将被吸收，因此在光笔内部产生一个变化的电压，这个电压通过放大、整形后用于译码。

分类：

二维条码扫描器大致可以分为：手持式、固定式。

1、手持式：即二维码扫描枪。可以扫描PDF417、QR码、DM码二维码的条码扫描枪，比如Symbol的DS6707.DS6708等等。

2、固定式：即二维码读取器，台式，非手持，放在桌子上或固定在终端设备里，比如SUMLUNG的SL-QC15S等等。

(1)简述编译原理中扫描器的工作原理扩展阅读：

激光扫描仪可以很杰出的用于非接触扫描，通常情况下，在阅读距离超过30cm时激光阅读器是唯一的选择；激光阅读条码密度范围广，并可以阅读不规则的条码表面或透过玻璃或透明胶纸阅读，因为是非接触阅读。

因此不会损坏条码标签；因为有较先进的阅读及解码系统，首读识别成功率高、识别速度相对光笔及CCD更快，而且对印刷质量不好或模糊的条码识别效果好；误码率极低（仅约为三百万分之一）；激光阅读器的防震防摔性能好，如：SymbolLS4000系列的扫描仪，可1.5米水泥地防摔。

㈡ 扫描器的原理是什么

扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。你可以利用扫描仪输入照片建立自己的电子影集；输入各种图片建立自己的网站；扫描手写信函再用E-mail发送出去以代替传真机；还可以利用扫描仪配合OCR软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。所有这些为我们展示了扫描仪不凡功能，它使我们在办公、学习和娱乐等各个方面提高效率并增进乐趣。

在选购扫描仪时，我们常常遇到许多难懂的专业技术名词，如光学分辨率（光学分辨率）、最大分辨率（最大分辨率）、色彩分辨率（色彩深度）、扫描模式、接口方式（连接界面）等等。

在使用扫描仪当中，又会遇到到扫描速度慢，占用硬盘空间多，以及一些不知所云的设置等诸多困扰。然而说明书提供给我们的操作指导并不能让所有的人成为应用专家，即使照着说明书去进行某些设置，也不知道为什么要这样做，这无疑给我们用好用巧机器带来了障碍。

一、扫描仪的工作原理
扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。

扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。

至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。

在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。
1.什么是CCD。
CCD是Charge Couple Device的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。

CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描仪中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CCD芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上，CCD的性能决定了扫描仪的x方向的光学分辨率。

2.什么是A/D变换器？
A/D变换器是将模拟量（Analog）转变为数字量（Digital）的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的模拟信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电平来表示，它们是连续变化的，即所谓模拟量。

A/D变换器的工作是将模拟量数字化，例如将0至1V的线性电压变化表示为0至9的10个等级的方法是：0至小于0.1V的所有电压都变换为数字0、0.1至小于0.2V的所有电压都变换为数字1……0.9至小于1.0V的所有电压都变换为数字9。实际上，A/D变换器能够表示的范围远远大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。

如果扫描仪说明书上标明的灰度等级是10bit，则说明这个扫描仪能够将图像分成1024个灰度等级，如果标明色彩深度为30bit，则说明红、绿、蓝各个通道都有1024个等级。显然，该等级数越高，表现的彩色越丰富。

二、扫描仪的性能
扫描仪按种类可以分为手持扫描仪，台式扫描仪和滚筒式扫描仪（鼓形扫描仪）。价格方面，手持型在400～600元左右；台式机从1000至上万元不等；鼓形扫描仪的分辨率在8000dpi以上，动态范围，彩色位数等指标都较高，价格也不适合于一般家庭和办公室。
扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等。各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi，dpi是英文Dot Per Inch的缩写，意思是每英寸的像素点数。

1.什么是光学分辨率？
光学分辨率是指扫描仪的光学系统可以采集的实际信息量，也就是扫描仪的感光元件——CCD的分辨率。例如最大扫描范围为216mm×297mm（适合于A4纸）的扫描仪可扫描的最大宽度为8.5英寸（216mm），它的CCD含有5100个单元，其光学分辨率为5100点/8.5英寸=600dpi。常见的光学分辨率有300×600、600×1200、1000×2000或者更高。

2.什么是最大分辨率？
最大分辨率又叫做内插分辨率，它是在相邻像素之间求出颜色或者灰度的平均值从而增加像素数的办法。内插算法增加了像素数，但不能增添真正的图像细节，因此，我们应更重视光学分辨率。
3.什么是色彩分辨率？
色彩分辨率又叫色彩深度、色彩模式、色彩位或色阶，总之都是表示扫描仪分辨彩色或灰度细腻程度的指标，它的单位是bit（位）。
色彩位确切的含义是用多少个位来表示扫描得到的一个像素。例如:1bit只能表示黑白像素，因为计算机中的数字使用二进制，1bit只能表示两个值（21=2）即0和1，它们分别代表黑与白。8bit可以表示256个灰度级（28=256），它们代表从黑到白的不同灰度等级。24bit可以表示16777216种色彩（224=16777216），其中红（R）绿（G）蓝（B）各个通道分别占用8bit，它们各有2^8=256个等级，一般称24bit以上的色彩为真彩色，当然还有采用30bit、36bit、42bit的机种。

从理论上讲，色彩位数越多，颜色就越逼真，但对于非专业用户来讲，由于受到计算机处理能力和输出打印机分辨率的限制，追求高色彩位给我们带来的只会是浪费。

4.什么是TWAIN？
TWAIN（Technology Without An Interesting Name）是扫描仪厂商共同遵循的规格，是应用程序与影像捕捉设备间的标准接口。只要是支持TWAIN的驱动程序，就可以启动符合这种规格的扫描仪。
例如在Microsoft Word中就可以启动扫描仪，方法是打开菜单栏的“插入”→“图片”→“来自扫描仪”。利用Adobe Photoshop也可以做到这一点，方法是打开“File”→“Import”→“Select TWAIN_32 Source”。

5.什么是接口方式？
接口方式（连接界面）是指扫描仪与计算机之间采用的接口类型。常用的有USB接口、SCSI接口和并行打印机接口。SCSI接口的传输速度最快，而采用并行打印机接口则更简便。
三、扫描仪的应用

1.选择原稿类型
扫描仪驱动程序的用户界面会提供扫描原稿类型的选择菜单。“文件”适用于白纸黑字的原稿，扫描仪会按照1个位来表示黑与白两种像素，这样会节省磁盘空间。“杂志和书籍”则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样，扫描该类型兼顾文字和具有多个灰度等级的图片。“照片”适用于扫描彩色照片，它要对红绿蓝三个通道进行多等级的采样和存储。
进行适当的选择可以在满足要求的情况下节省磁盘空间，不同的扫描仪，可能会提供不同的原稿类型选择。

2.分辨率与文件大小
一般的扫描应用软件都可以在你预览原始稿样时自动计算出文件大小，但了解文件大小的计算方法更有助于你在管理扫描文件和确定扫描分辨率时作出适当的选择。
二值图像文件的计算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（扫描分辨率）2/8。彩色图像文件的计算公式是：水平尺寸×垂直尺寸×（扫描分辨率）2×3。例如用彩色RGB方式扫描一幅普通彩色照片（3R 3.5×5英寸），扫描分辨率为300DPI，那么得到的图像文件长度为5×3.5×3002×3=4725000字节即4.7MB（这个计算公式假设每一种颜色的色深是8位并且没有考虑图片的存储时的压缩算法，实际文件大小会因保存文件的格式差异与使用的色深有很大的不同）。

3.选择扫描分辨率
扫描分辨率=放大系数×打印分辨率/N (N为打印机喷头色数)。
扫描分辨率越高得到的图像越清晰，但是考虑到如果超过输出设备的分辨率，再清晰的图像也不可能打印出来，仅仅是多占用了磁盘空间，没有实际的价值。因此选择适当的扫描分辨率就很有必要。

4.使用OCR软件
OCR是字符识别软件的简称，它是英文Optical character recognition的缩写，原意是光学字符识别。它的功能是通过扫描仪等光学输入设备读取印刷品上的文字图像信息，利用模式识别的算法，分析文字的形态特征从而判别不同的汉字。

中文OCR一般只适合于识别印刷体汉字。使用扫描仪加OCR可以部分地代替键盘输入汉字的功能，是省力快捷的文字输入方法。

㈢ 条形码扫描器原理是什么

从系统结构和功能上讲，条码扫描器原理之系统由扫描器系统、信号整形、译码三部分组成。

使用形码扫描器识别条形码时，根据不同颜色的物体，其反射的可见光的波长是不同的。例如白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜以后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜。

通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度。这样就可以得到被辩读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，条码扫描器便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程.

条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则(码制)编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符.即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形.常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)组成的。

㈣ 简述光栅扫描式图形显示器的基本原理

光栅扫描式图形显示器是画点设备。可看作是点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的亮度。
工作原理：在这种显示器中，电子束的运动轨迹是固定的。即从左到右、自上而下扫描荧光屏，来产生一幅光栅。
特点：由于图形是以点阵的形式存储在帧缓冲器中。所以光栅扫描显示器的电子束按从上到下、从左到右的顺序依次扫描屏幕，来建立图形。
优缺点：可以显示色彩丰富的静态和动态影像，制造成本低，但线条的质量不高。

㈤ 条码扫描器的扫描头工作原理及区别

CCD扫描器是利用光电藕合（CCD）原理，对条码印刷图案进行成像，然后再译码。它的优势是： 无转轴，马达，使用寿命长； 价格便宜。 选择CCD扫描器时，最重要的是两个参数： 景深由于CCD的成像原理类似于照相机，如果要加大景深，则相应的要加大透镜，从而使CCD体积过大，不便操作。优秀的CCD应无须紧贴条码即可识读，而且体积适中，操作舒适。 分辨率如果要提高CCD分辨率，必须增加成像处光敏元件的单位元素。低价CCD一般是5口像素（pixel），识读EAN，UPC等商业码已经足够，对于别的码制识读就会困难一些。中档CCD以1024pixel为多，有些甚至达到2048pixe1，能分辨最窄单位元素为0.1mm的条码。 激光手持式扫描器是利用激光二极管作为光源的单线式扫描器，它主要有转镜式和颤镜式两种。转镜式的代表品牌是SP400，它是采用高速马达带动一个棱镜组旋转，使二极管发出的单点激光变成一线。 颤镜式的制作成本低于转镜式，但这种原理的激光枪不易提高扫描速度，一般为33次／秒。个别型号，如POTICON可以达到100次／秒，其代表品牌为Symbol，PSC和POTICON。商业企业在选择激光扫描器时，最重要的是注意扫描速度和分辨率，而景深并不是关键因素。因为当景深加大时，分辨率会大大降低。优秀的手持激光扫描器应当是高扫描速度，固定景深范围内很高的分辨率。 全角度扫描器是通过光学系统使激光二极管发出的激光折射或多条扫描线的条码扫描器，主要目的是减轻收款人员录入条码数据时对准条码的劳动，选择时应着重注意其扫描线花斑分布： 在一个方向上有多条平行线； 在某一点上有多条扫描线通过； 在一定的空间范围内各点的解读机率趋于一致。 符合以上三点的全角度扫描器必是商家首选。参考资料： http://www.barcodesys.com.cn/codereader.htm

㈥ 谁介绍简述可编程控制器的工作原理,如何理解PLC的循环扫描工作过

可编程控制器的工作原理:
可编程控制器有两种基本的工作状态,即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态,其中运行状态是执行应用程序的状态,停止状态一般用于程序的编制与修改。
除了执行用户程序之外,在每次循环过程中,可编程控制器还要完成内部处理、通信处理等工作,一次循环可分为5个阶段。可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
1.内部处理阶段:
PLC接通电源后,在进行循环扫描之前,首先确定自身的完好性,若发现故障,除了故障灯亮之外,还可判断故障性质:一般性故障,只报警不停机,等待处理;严重故障,则停止运行用户程序,此时PLC切断一切输出联系。
2、通信服务阶段:
PLC在通信服务阶段检查是否有与编程器和计算机的通信请求
3、处理阶段
:
在PLC的存储器中,有一个专门存放输入输出信号状态的区域,称为输入映像寄存器和输出映像寄存器,可编程控制器梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区,它们统称为元件映像寄存器。
在输入处理阶段,可编程控制器把所有外部输入电路的接通/断开(ON/OFF)状态读入输入映像寄存器。外接的输入触点电路接通时,对应的输入映像寄存器为“1”,梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通,常闭触点断开。外接的输入触点电路断开时,对应的输入映像寄存器为“0”,梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开,常闭触点接通。
只有采样时刻,输入映像寄存器中的内容才与输入信号一致,而其它时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像寄存器中的内容的,输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入
4、程序执行阶段:
在没有跳转指令时,CPU从第一条指令开始,逐条顺序地执行用户程序,直到用户程序结束之处。并根据指令的要求执行相应的逻辑运算,运算的结果写入对应的元件映像寄存器中,因此,各编程元件的映像寄存器(输入映像寄存器除外)的内容随着程序的执行而变化。
5、输出处理阶段:
在输出处理阶段,CPU将输出映像寄存器的“0”/“1”状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时,对应的输出映像寄存器为“1”状态。。某一编程元件对应的映像寄存器为“1”状态时,称该编程元件为ON,映像寄存器为“0”状态时,称该编程元件为OFF。

㈦ 条码扫描器原理

常见的平板式条码扫描器一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成。它利用光电元件将检测到的光信号转换成电信号，再将电信号通过模拟数字转换器转化为数字信号传输到计算机中处理。当扫描一副图像的时候，光源照射到图像上后反射光穿过透镜会聚到扫描模组上，由扫描模组把光信号转换成模拟数字信号（即电压，它与接受到的光的强度有关），同时指出那个像数的灰暗程度。这时候模拟-数字转换电路把模拟电压转换成数字讯号，传送到电脑。颜色用RGB三色的8、10、12位来量化，既把信号处理成上述位数的图像输出。如果有更高的量化位数，意味着图像能有更丰富的层次和深度，但颜色范围已超出人眼的识别能力，所以在可分辨的范围内对于我们来说，更高位数的条码扫描器扫描出来的效果就是颜色衔接平滑，能够看到更多的画面细节。

㈧ 简述可编程控制器的工作原理,如何理解PLC的循环扫描工作过程

可编程控制器的工作原理：
可编程控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态，其中运行状态是执行应用程序的状态，停止状态一般用于程序的编制与修改。
除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段。可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
1.内部处理阶段：
PLC接通电源后，在进行循环扫描之前，首先确定自身的完好性，若发现故障，除了故障灯亮之外，还可判断故障性质：一般性故障，只报警不停机，等待处理；严重故障，则停止运行用户程序，此时PLC切断一切输出联系。
2、通信服务阶段：
PLC在通信服务阶段检查是否有与编程器和计算机的通信请求
3、处理阶段 ：
在PLC的存储器中，有一个专门存放输入输出信号状态的区域，称为输入映像寄存器和输出映像寄存器，可编程控制器梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像寄存器。
在输入处理阶段，可编程控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。外接的输入触点电路接通时，对应的输入映像寄存器为“1”，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为“0”，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。
只有采样时刻，输入映像寄存器中的内容才与输入信号一致，而其它时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像寄存器中的内容的，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入
4、程序执行阶段：
在没有跳转指令时，CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束之处。并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算的结果写入对应的元件映像寄存器中，因此，各编程元件的映像寄存器（输入映像寄存器除外）的内容随着程序的执行而变化。
5、输出处理阶段：
在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的“0”/“1”状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“1”状态。。某一编程元件对应的映像寄存器为“1”状态时，称该编程元件为ON，映像寄存器为“0”状态时，称该编程元件为OFF。

㈨ 简述扫描仪的基本工作原理

激光扫描仪的基本工作原理为：手持式激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。