基于嵌入式的无线点菜系统课程设计

1、河北经贸大学课程设计报告 课程名称： 嵌入式系统设计 论文题目： 嵌入式电子点菜系统 专业： 电子信息工程 班级： 二班 姓名： 赵晓 学号： 201322450229 指导老师： 张鹏云 嵌入式电子点菜系统摘要：本文提出了一种基于GSM无线通信技术、嵌入式系统技术、ADS1.2开发平台、三星S3C44B0X微控制器、linux嵌入式操作系统以及触摸屏技术的新型点菜方式, 为餐饮业走向全面数字化提供解决方案。本文的主要任务集中在点菜终端的软硬件设计，硬件设计主要是微处理器、LCD、触摸屏,无线收发模块的连接设计，软件设计主要是系统软件，点菜应用程序和GSM发送程序的设计。关键词：GSM；嵌入式

2、系统；S3C44B0X；目录 1设计背景及要求1 1.1 设计背景.1 1.2 设计要求与目的.1 2点菜系统总体框架.1 3终端硬件设计.1 3.1 硬件框图1 3.2 硬件部分介绍.2 4. 各模块的设计与连接实现.2 4.1 微处理器模块设计2 4.2 LCD显示屏连接实现3 4.3 触摸屏连接实现3 4.4 无线收发模块设计.3 5. 系统软件实现及各模块功能实现3 5.1 概述3 5.2 软件架构4 5.3 系统软件.4 5.4 应用软件.4 5.4.1主控模块.5 5.4.2显示处理模块.5 5.4.3数据处理模块.5 5.4.4通信模块.6 6结语.7 7参考文献.71 设计背景

3、及要求1. 1 设计背景随着人们生活水平的提高和生活方式的转变以及中国经济及旅游业的发展，餐饮业市场活跃,蕴藏巨大的商机，餐饮消费继续担当着拉动消费需求迅增的重要力量。但是大多数的餐饮店还是沿袭传统的点菜模式，即由人工记录点菜并送至厨房，该过程繁琐易出错，当顾客比较多时，造成时间的浪费和服务品质的下降，需进行数字化改造。有些餐饮店虽装备点菜系统，但部分技术老旧、使用不方便、价格昂贵。在综合已有电子点菜方案和性价比以及技术可行性的基础上，本文选定基于GSM无线通信技术、嵌入式系统技术、ADS1.2开发平台、三星S3C44B0X微控制器、嵌入式操作系统以及触摸屏技术的嵌入式电子点菜系统作为点菜系统

4、的解决方案，其特点是开发和使用比较方便。1.2 设计要求与目的客户通过点菜终端进行点菜，终端可以将点菜信息通过无线传输方式传输到柜台PC机，柜台对对收到的信息加以处理，并可以给点菜终端或厨房计算机发送信息，从而减少点菜到上菜之间的时间。2 点菜系统总体结构系统采用无线传输方式进行通讯，点菜终端将得到的顾客点菜信息通过GSM模块（内置移动运营商出售的SIM卡）以无线方式发送到GSM网络，最终传输到柜台计算机GSM模块。柜台计算机对收到的信息加以处理，并可以给点菜终端或厨房计算机发送信息。而本文主要工作集中在点菜终端的软硬件设计。系统总体结构框图如下：柜台计算机GSM模块GSM模块GSM网络点菜终

5、端 图1 点菜系统总体结构框图3 终端硬件设计3.1 硬件框图在实际应用中，嵌入式系统硬件配置十分精简，除了CPU和基本的外围电路外，其余硬件都可以根据成本和功能进行裁减。嵌入式电子点菜系统的硬件构成同样非常简洁。S3C44B0XARM7TDMI2MNORFLASH8M SDRAM16MNANDFLASHFM7843触摸屏LCDZLG7289晶振模块电源模块复位模块USB接口GSM模块数字键盘图2 点菜终端硬件框图3.2 硬件部分介绍系统下位机硬件部分包括主微处理器，显示与输入部分（本系统点菜输入有两套方案：触摸屏、键盘），无线收发部分，存储部分，以及其他基本的外围电路部分（如：晶振电路模块，

6、复位电路模块，电源模块）。系统采用S3C44B0X（ARM7TDMI）微处理器为核心微处理芯片。显示与输入部分采用带触摸屏功能的LCD和小键盘。其中LCD采用240*320，STN256色的LCD，而触摸屏置于LCD液晶显示器之上，屏体部分是一块与显示器非常吻合的多层复合薄膜，触摸屏使用专用的驱动芯片，本系统采用的驱动芯片是FM7843(S3C44B0X选取PG口与FM7843接口，共用PG2-PG7共6条口线)。键盘采用ZLG7289芯片驱动的小键盘，ZLG7289价格便宜，稳定可靠。无线收发部分主要是通过9针串行线连接的GSM模块，GSM模块内嵌SIM卡一块，通过AT指令集来控制收发信息。

7、同时上位机PC也有通过9针串行线连接的GSM模块，来实现相互之间的短消息互发。存储部分要用到3种存储器：NOR型FLASH,SDRAM（同步动态随机存储器）,NAND型FLASH。NOR型FLASH用来存放Bootloader引导程序，SDRAM用来作为内存，NAND型FLASH用来存放编译的应用程序。4 各模块的设计与连接实现4.1 微处理器模块设计点菜终端的微处理器采用三星公司的S3C44B0X，是一款基于ARM公司ARM7TDMI内核的16/32位RISC位处理器， S3C44B0X频率高达66MHZ,存储寻址空间256MB, 8KB Cache,带自动握手的2通道UART,系统管理器（

8、片选FP/EDO/SDRAM控制器），带PWM功能的5通道定时器， IIC总线接口，IIS总线接口，同步SIO接口和PLL倍频器，而且采用了基于ARM7TDMI内核的0.25M工艺的COMS标准宏单元和存储器。S3C44B0X具有低功耗，简单明快的特点，适合低价格和低功耗的方面的使用。4.2 LCD显示屏连接实现显示部分，由于S3C44BOX内置了LCD驱动，所以从S3C44BOX 出来的信号可以经74HCT245缓冲，直接接到LCD。电路图如下： 图3 LCD与S3C44BOX接口4.3 触摸屏的连接实现触摸屏驱动选用FM7843，它的连接涉及到两部分：FM7843和LCD的连接，FM784

9、3和S3C44B0X的连接，如下图：图4 FM7843的连接4.4 无线收发模块的设计无线收发模块采用SIEMENS公司的TC35I，SIEMENS TC35I Terminal（TC35I终端）是西门子公司推出的一个便捷的即插即用解决方案。它内置了TC35I无线模块，集成了标准的RS-232接口以及SIM卡，可以用AT命令通过串口对它进行控制。在本方案中，利用9针串口RS-232连接TC35I和S3C44B0X,并且编写AT指令集来实现无线通信。5 系统软件实现及各模块功能实现5.1 概述点菜系统终端由系统软件和应用软件两部分构成，采用模块化层次结构方法进行设计，系统软件包括设备驱动程序、嵌

10、入式linux、嵌入式数据库、TCP/IP协议等。应用软件则按功能定制在操作系统的控制下来完成指定的功能。5.2 软件架构点菜终端软件部分包括三层：驱动层、OS层、应用层。驱动层主要是BSP，是软硬件连接的纽带，OS层包括实时操作系统（RTOS）、文件系统、图形用户接口，应用层主要是应用程序。5.3 系统软件 系统软件由低层驱动程序、操作系统、中间层、和上层接口层（安卓层）组成，如图所示：5.4 应用软件 点菜系统应用软件组成图显示处理模块 主控模块数据处理模块 通信模块键盘输入表页显示客显页面数据保存数据读取通信初始化信息接收信息组织应用软件输入处理模块信息发送 5.4.1 主控模块 主控模

11、块也为输入事件处理模块，该模块接收来自各窗口的消息，并将消息发送给相应的消息外理函数进行处理， 处理流程如图所示： 5.4.2 显示处理模块 根据输入事件处理模块发送的显示信息，通过相应的窗口函数进行表页显示和客显。 外理流程图如图所示： 5.4.3 数据处理模块 在事件处理模块控制下处理时，进行存取业务数据，如增加菜，删菜系统调置等操作。其处理流程图如图所示: 5.4.4 通信模块 远程数据传输使用GSM通信实现手持PDA与前台管理中心的沟通。是在UDP协议控制下进行手持PDA与前台主机通过GSM通信模块进行无线通信。从功能上说：远程数据传输模块主要实现4部分功能。1报文组织：将订菜单按传输

12、控制协议组织成报文放入发送等待队列中。2报文接受：读取发送等待队列中的报文进行发送。3报文发送：接收从前台下发的数据报文。4报文处理：将接收到的报文分类处理。（报文(message)是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致，长度不限且可变。）无线通信传输体系结构如图所示： S3C44B0X内部集成了（提供两个串口，可以利用UART操作实现串口数据收发、波特率发生、中断发生和自动流控制等）。无线传输数据前可以利用UART操作将待发数据，放入输出保持寄存器中。 这些数据包括餐桌号码、顾客点菜的菜名、总价等，输出前要用Int2Uni

13、code()此函数把整型数据转换为unicode字符串，再送至GSM无线通信模块进行通信。本文提出了无线点菜终端的软硬件系统解决方案,设计实现了一个餐馆点菜系统的原型，即采用S3C44B0X微处理器、TG35I GSM短消息通信模块及其他输入输出模块作为硬件平台，利用linux实现点菜逻辑的方案。文中的电子点菜系统只是一个轮廓，只对一些关键部分做说明，其他还没考虑到的问题还有许多，只能以后逐步升级完善。随着电子技术及软件的发展，基于ARM的嵌入式电子点菜系统将具有更大的实用价值和发展空间。7 参考文献1 刘岚, 尹勇, 李京蔚. 基于ARM的嵌入式系统开发 M. 北京：电子工业出版社，20082 王田苗,魏洪兴. 嵌入式系统设计与实例开发 M. 北京：清华大学出版社，20083 黄燕平. COS- RAM移植要点详解M. 北京：北京航空航天大学出版社，20054 陈艳华. 基于ARM的嵌入式系统开发与案例M. 北京：人民邮电出版社， 20075 刘天时，强新建. ARM7嵌入式开发基础实验 M. 北京：北京航空航天大学出版社，20076 郭荣佐