基于可視化代碼讀取的單片機程序開發研究

摘要：針對代碼讀取技術落后、錯誤率高的問題，聚焦可視化代碼讀取的單片機程序開發。通過深入探索單片機系統架構與工作原理，構建高效的代碼讀取機制。利用先進的編程技術和算法，實現對代碼的準確解析與可視化呈現。在開發過程中，注重優化程序性能，以提高代碼讀取速度與準確性。同時，設計友好的用戶界面，以方便用戶直觀地理解和操作讀取的代碼。實驗結果顯示：在350件產品測試中，正確率保持在97.4%以上，最高達到100.0%，相對距離最高為0.048"mm，在程序設定范圍內。結論表明，所設計程序可以被廣泛應用于單片機開發、調試與教學等領域，有助于開發者更便捷地分析代碼結構與邏輯、提升開發效率與質量，為單片機技術的進一步發展和應用提供有力支持。

關鍵詞：可視化"""代碼讀取"""單片機"""程序開發

Research"on"Development"of"Microcontroller"Program"Based"on"Visual"Code"Reading

LU"Dejuan

Guizhou"Vocational"College"of"Economics"and"Business，"Qian’nan，"Guizhou"Province，"558000"China

Abstract："In"response"to"the"problem"of"outdated"code"reading"technology"and"high"error"rates，"research"focuses"on"the"program"development"of"microcontroller"programs"for"visual"code"reading."By"delving"into"the"architecture"and"working"principles"of"microcontroller"systems，"it"aims"to"build"an"efficient"code"reading"mechanism."It"utilizes"advanced"programming"techniques"and"algorithms"to"achieve"accurate"parsing"and"visual"presentation"of"code."During"the"development"process，"emphasis"is"placed"on"optimizing"program"performance"and"improving"code"reading"speed"and"accuracy."At"the"same"time，"design"a"user-friendly"interface"to"facilitate"users’"intuitive"understanding"and"operation"of"the"read"code."The"experimental"results"showed"that"in"350"product"tests，"the"accuracy"remained"above"97.4%，"with"the"highest"reaching"100%，"and"the"highest"relative"distance"was"0.048mm，"within"the"program"setting"range."The"conclusion"indicates"that"the"designed"program"can"be"widely"applied"in"the"fields"of"microcontroller"development，"debugging，"and"teaching，"which"helps"developers"to"analyze"code"structure"and"logic"more"conveniently，"improve"development"efficiency"and"quality，"and"provide"strong"support"for"the"further"development"and"application"of"microcontroller"technology.

Key"Words："Visual;"Code"reading;"Single"microcontroller;"Program"development

隨著智能化技術的大力發展，可視化的代碼讀取算法和手段不斷更新。傳統的代碼讀取程序和技術不僅耗費大量的時間和精力，而且依靠傳統程序讀取的代碼錯誤率較高。對于追求生產效率的大工業環境來說，這樣的方法明顯不適用。不僅如此，此方法也嚴重限制了工業的生產效率[1]。在智能科技化的時代中，單片機在工業自動化、電子汽車及其他智能應用領域均有較廣泛的應用，但是，單片機在集成能耗與程序開發上存在很多的局限。在這樣的背景下，本文設計了一種新的程序，研究利用可編程邏輯控制器（Programmable"Logic"Controller，"PLC）和單片機的自動化功能對代碼進行可視化錄入。程序的創新性在于結合了視覺讀碼技術，實現了代碼的自動識別和可視化輸出。期望通過可視化技術的應用，提高錄入速度，降低錯誤率，從而提升整體的生產效率和產品質量。

1"基于可視化代碼讀取的單片機程序開發

1.1"基于PLC和單片機的代碼可視化程序設計

半導體材料中的顯示面板存在唯一可供識別的代碼，傳統的人工錄入代碼的方式煩瑣且易發生錯誤。因此，研究基于PLC和單片機對代碼進行錄入，同時，結合視覺讀碼技術實現代碼的可視化輸出。自動錄入代碼并進行可視化輸出的程序結構設計如圖1所示。

圖1的程序結構中，具體的組成部分包括VCR信息處理模塊、運動控制模塊、作業臺與關鍵的供電程序模塊。（1）供電程序負責為其他的模塊提供交流或直流的電流信息。（2）信息處理模塊主要負責解碼和分析通過VCR讀取后的代碼信息[2]。（3）作業臺的主要作用是提供一個空間給程序進行人機交互。（4）控制模塊通過對程序中運動電機的控制，使VCR的鏡頭不斷變化，最終完成代碼的讀取。這些代碼在工作臺上一般是按照一定的形狀排列，便于信息的讀取[3]。程序中最關鍵的控制結構為單片機，單片機的主要工作內容是負責將通過VCR單鏡頭讀取到的代碼的信息傳輸到與之相連的VCR控制器中。然后，對可視化的信息進行解碼，輸出對應的字符串。供電程序包含隔離和交直流轉換模塊，確保電路安全且穩定供電。PLC接收輸入信號，向伺服放大器發送指令，驅動電機實現代碼讀取。

為了進一步了解代碼的讀取技術，研究通過可視化的代碼讀取程序形成了代碼對應的讀取流程。具體流程如下：單片機收到VCR提取到的信息后，開始對信息長度進行驗證，通過脈沖的形式完成后，將信號傳送給PLC[4]；PLC利用寄存器實現對代碼的形狀和排列順序與電機的轉速調控，此過程發生在參數的設定界面中。人機交互的界面主要顯示PLC的輸入和輸出的信息內容和狀態。PLC按照單片機對信號輸入點的狀態對電機的運動邏輯和狀態進行控制。控制電機操作的方式分為手動控制和自動控制。手動控制模式下，若PLC檢測異常，則中斷；若無異常，則可以手動控制電機[5]。自動控制模式首先進行安全中斷檢測，然后讀取PLC寄存器中的代碼矩陣參數。

2"代碼讀取程序的應用效果分析

研究設計的程序在客觀上滿足了可視化讀取代碼的要求。為了進一步分析其實際效果，對程序進行實際應用。在代碼讀取時，在其位于顯示器的位置做一個標記、底光板位置做一個標記。選取350個代碼進行測驗，其中有43個信息不完整的代碼。程序要求相對距離不高于0.05"mm，程序對錯誤信息的讀取項不能多于3項，正確率必須在95%以上。顯示器的標記和底光板標記與標準位置的相對距離如圖2所示。

從圖2中可以看出，隨著時間的變化，顯示器和底光板相對于標準位置的距離都有所增加，在一天的最后一個小時中，相對距離達到0.048"mm。因為隨著時間的變化，測試人員的精力有限，并且因為風干的影響導致標記變得模糊不清，更主要的還是程序因反復的測試而產生疲勞，其標記的位置產生偏移。在前半天中，此類的現象不明顯，其最高的距離僅為0.029"mm，完全滿足程序規定的要求。隨著時間的增加，即使標記因為一些客觀因素而造成準確度下降，但是其仍然滿足程序規定的要求，相對距離小于0.05"mm。程序對錯誤信息的讀取如表1所示。

表1的信息讀取準確率的測試結果顯示，計劃投入350張產品，但是，因為一些不可抗力，實際的測驗產品少于350張；在4天內，實際的投入張數分別為330、320、320、320張，通過比例計算，可得此時混入其中的缺失樣本分別為40、39、39、39；程序識別不可讀的數量隨實際投入張數變化；數據中信息讀取的錯誤項為0、1、1、1，讀取出了此時缺失樣本的數目為40、38、38、38；對讀取樣本數與實際混入的缺失樣本數進行計算，可知程序的最高識別準確率為100.0%、最低為97.4%。代碼讀取的順序與傳輸到操作人員界面客戶端?的數據順序是相同的，因此證明了研究設計的設備滿足實時性和準確性的要求。

3"結論

隨著工業可視化水平的不斷提高，提高生產效率與減少人為錯誤成為工業制造領域的重要問題。為了提高代碼錄入的可視化水平、減少人為錯誤，研究利用PLC與單片機結合視覺讀碼技術，實現顯示面板代碼的自動錄入與可視化輸出，以提高代碼錄入效率和穩定性。采用VCR鏡頭讀取代碼信息，并通過單片機進行解碼處理，隨后由PLC控制電機運動，最終實現代碼的準確讀取與可視化輸出。實驗結果表明，在一天的前半天，標記之間的最高相對距離僅為0.029"mm，在一天的前半天其最高達到0.048"mm，完全滿足程序規定的要求。在測試的350件產品中，由于代碼缺失或不可讀，43件被標記為異常，正確率仍保持在97.4%以上，最高達到100.0%，滿足了可視化和準確性的要求。綜上所述，研究成功實現了可視化的代碼讀取，顯著提升了效率和準確性。盡管研究取得了顯著成果，但程序在長時間運行后可能出現疲勞，導致標記位置偏移，這是未來研究需進一步優化之處。

參考文獻

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[2]"[1]齊裕佳，葉修卿，陳雯穎，等.基于補償法下單片機溫/光控系統設計的光敏二極管導電特性的探究[J].家電維修，2024（9）：95-97.

[3]"任靜."PCF8591工作原理及與單片機通信代碼設計[J].科技創新與應用，2024，14（26）："125-128.

[4]"VERDI"M，"SAMI"A，"AKHONDALI"J，"et"al."An"empirical"study"of"C++"vulnerabilities"in"crowd-sourced"code"examples[J]."IEEE"Transactions"on"Software"Engineering，"2020"48（5）：1497-514.

[5]"SALZA"P，"SCHWIZER"C，"GU"J，"et"al."On"the"effectiveness"of"transfer"learning"for"code"search[J]."IEEE"Transactions"on"Software"Engineering，"2022，49（4）：1804-1822.