【正文】 線通信技術(shù)等應(yīng)用與餐飲業(yè)已經(jīng)十分成熟，如 IBM 公司的 POS 產(chǎn)品已經(jīng)獲得了較大范圍的應(yīng)用。目前國內(nèi)引進 IC 卡裝配線較 多，它們采用國外芯片，生產(chǎn)能力未充分發(fā)揮。用餐者到食堂吃飯前 ，先交一定數(shù)額現(xiàn)金，上位機應(yīng)用軟件通過 IC卡讀寫器將用戶信息寫入 IC 卡并交予用戶，每個用戶就擁有一個自己的飯卡，用于存儲用戶的姓名、編號、金額等相關(guān)信息 [4]。現(xiàn)在豐富的系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)技術(shù)為自助終端良好的開放性奠定了基礎(chǔ)。這其中，對外部設(shè)備的使用是其中一個相當重要的部分。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 總結(jié)自助終端的發(fā)展歷史，它正在從專門的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域向公眾應(yīng)用領(lǐng)域切換，而由于行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的高專業(yè)化，高穩(wěn)定性，高安全性等方面的要求，促使自助終 端的實現(xiàn)手段一步一步的完善，這樣的應(yīng)用趨勢，為自助終端的多行業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的技術(shù)和市場基礎(chǔ)。此外，類似的自助服務(wù)終端也廣泛的應(yīng)用于當今人們的方方面面，比如旅游業(yè)。 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展與進步，人們的生活水平和生活方式也發(fā)生著變化，自助服務(wù)終端正在發(fā)揮著 日益顯著的作用。中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 58 頁 基于單片機自助訂餐終端設(shè)計 1 緒論 本課題的研究背景 隨著計算機的普及，社會電子信息化的腳步在進一步加快，信息化已經(jīng)從多個方面和領(lǐng)域影響到了我們的日常生活。尤其是在餐飲業(yè)，餐飲業(yè)是被稱為中國的黃金產(chǎn)業(yè)的具有巨大投資市場的行業(yè) [1]。無論是餐飲業(yè)、旅游業(yè)還是其他行業(yè)，自助服務(wù)終端都有著很多的優(yōu)勢：一方面可以為使用者提供方便快捷的服務(wù)，使人們可以足不出戶地解決自己的需求；另一方面，對于從業(yè)者來說，自助服務(wù)終端無疑節(jié)約了人力資源，一個設(shè)計人性化、能夠 高效運行的終端系統(tǒng)可以極大地提高效率 [2]。 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 共 58 頁 現(xiàn)代信息化的實現(xiàn)手段，就要求有成熟和先進的實現(xiàn)技術(shù)。良好的體系結(jié)構(gòu)，需要有先進的設(shè)計思想。模塊化的設(shè)計，多層體系架構(gòu)，是自助終端邁向全面應(yīng)用的第一步。用戶到食堂用餐時只需將 IC 卡插入食堂售飯機窗口，由用餐者選定飯菜后，售飯機自動用卡中金額減去應(yīng)付金額，并且液晶屏會顯示出卡中余額，最終完成訂餐。近幾年國內(nèi) IC 卡應(yīng)用市場發(fā)展迅猛，已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè) 。 20xx 年，在美國 100中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 共 58 頁 家 最有效利用信息技術(shù)的企業(yè)中，美國最大的食品和多種服務(wù)公司 ARAGroupIne，名列第四 [5]。 本課題雖然已經(jīng)研究過，但是仍在存在很多值得改進的地方。 針對本課題，我通過查閱資料與設(shè)計調(diào)試，完成一個自助訂餐終端，該終端具有以下六個模塊：控制模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、射頻卡接收模塊、打印模塊和通信模塊。本訂餐終端能夠售出六頓之內(nèi)的飯菜，用餐者能夠通過顯示器查看兩天內(nèi)的菜名，通過鍵盤能夠預(yù)訂菜名及份數(shù)，用餐者訂餐后，屏幕能顯示出本次消費金額及卡上余額，并通過打印機打印出小票。 鍵盤模塊：該模塊具有 8個按鍵，其中有 1 個按鍵為備用鍵，其余 7個按鍵分別為上移、下移、確定、修改、翻頁、瀏覽、復位：通過上移鍵和下移鍵可以選擇不同的點餐時段、菜名和點餐份數(shù)；確定鍵可以選擇訂餐時段、菜名和點餐份數(shù)，此外也可以通過確定鍵來打印小票；通過修改鍵可以修改已經(jīng)選擇的菜 名和點餐份數(shù)；通過翻頁鍵可以查看某一點餐時段內(nèi)的所有菜譜；瀏覽鍵可以瀏覽所點的飯菜名稱、份數(shù)及消費額；復位鍵可以使系統(tǒng)復位。 讀卡 模塊 ：能夠讀出有效的卡號。 ATmega128 具有如下特點： 128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash( 具有在寫的過程中還可以讀的能力，即 RWW)、 4K字節(jié) EEPROM、 4K 字節(jié)的 SRAM、 53個通用 I/O 口線、 32個通用工作寄存器、實時時鐘 RTC、 4個靈活的具有比較模式和 PWM 功能的定時器 /計數(shù)器 (T/C)、兩個 USART、面向字節(jié)的兩線接口 TWI、 8 通道 10 位 ADC。在文字模式中，可以通過送入中文字型的內(nèi)碼直接顯示中文，而不需要在繪圖模式下以繪 圖的方式描繪中文，可以節(jié)省許多處理時間 [10]。 鍵盤模塊 為了減少鍵盤占用單片機的 I/O線數(shù)目，采用行列式鍵盤結(jié)構(gòu)，根據(jù)本系統(tǒng)具體需要采用 2 4鍵盤結(jié)構(gòu)。獨立式鍵盤掃描只需讀取 I/O 口狀態(tài)，而矩陣式鍵盤掃描通常有兩種方法：逐行掃描法和線反轉(zhuǎn)法。為確保每按一次鍵單片機只進行一次處理，使鍵盤可靠的工作，必須消除按鍵抖動 [14]。本系統(tǒng)通過延時 10ms 來對按鍵進行消抖處理。 最多 256個負載 ； 內(nèi)置高速 MCU做 FEC（前向糾錯）處理，通信可靠性可與有線媲美；可以軟件控制的待機模式；可以硬件跳線設(shè)置上電后工作頻道，以適合不需要實時軟件更改頻道的應(yīng)用；內(nèi)置硬件看門狗，適合極端惡劣條件的應(yīng)用 。 （ 2）被動方式下：當有卡靠近模塊，同時模塊 CLK 端出現(xiàn)下降沿，串口才輸出卡號。 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 共 58 頁 3 基于單片機自助訂餐終端的設(shè)計 該設(shè)計的操作流程圖 確定鍵 Y 修改鍵 N N N Y Y 瀏覽鍵 Y Y 上 電 選擇菜名 待機頁面 顯示本次消費清單及余額 顯示卡中余額 選擇餐段間 繼續(xù)點菜 刷卡 卡 確認份數(shù) 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 58 頁 圖 2 系統(tǒng)程序流程圖 控制模塊設(shè)計與功能實現(xiàn) 本次設(shè)計，使用 protel DXP 軟件作為電路繪制軟件，并完成了自助訂餐終端的實物制作。 顯示模塊路電路圖 復位 確定 Y 初始頁面 顯示卡中余額 顯示菜譜 顯示份數(shù) 消費情況 刷卡 確定 確定 訂餐 復位 復位 復位 復位 確定 確定 訂餐 顯示餐段 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 58 頁 12345678910111213141516171819202122P3L C DGNDV C CVOL C D _R SL C D _R D NL C D _W R NAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7L C D _C S 1NL C D _C S 2L C D _R S T NV E EGNDL C D _I N TL C D _B U S Y20KR6R e s T a p20KR4R e s T a pV E EGND V C C 圖 顯示模塊電路圖 顯 示模塊實物圖 圖 顯示模塊實物圖 顯示模塊 LCD 接口定義 表 顯示模塊接口定義 引腳號 引腳名稱 引腳功能描述 1 VSS 電源地 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 58 頁 2 VDD 電源正 3 VO（ NC） LCD驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)（對比度調(diào)節(jié)） 4 RS 指令數(shù)據(jù)選擇 H:數(shù)據(jù) L:指令 5 RD 讀信號 低有效 6 WR 寫信號 低有效 7～ 14 DB0～ DB7 八位三態(tài)并行數(shù)據(jù)總線 15 CS1 片選 1，低有效 16 CS2 片選 2，高有效 17 RST 復位信號 低有效 18 VEE（ NC） LCD驅(qū)動電壓 19 BLA 背光正 20 BLK 背光負 21 INT 中斷信號 22 BUSY 忙信號 LCD 指令寄存器介紹 寄存器 00H=0XCD:正常電源模式，文字顯示模式，屏幕顯示開啟，屏幕顯示正常，不反白。 寄存器 12H=0X91：光標移動順序為先水平移動再垂直移動，只顯 示圖層一，讀寫運行于圖層一。 寄存器 50H=0X00: 工作窗口上邊界 0。 寄存器 51H=0X00: 顯示窗口上邊界 0。 寄存器 61H=0X00：顯示起始地址為 0。 寄存器 F1H=0XF1：字體放大倍數(shù)為 1倍 [20]。綠燈本身即為 LF 鍵，上電后按一下 LF 鍵，打印機向前走紙一段。打印機斷電，按 SET 鍵不放，打印機加電，按 LF鍵改變波特率： 1200,2400,4800,9600,19200bps，設(shè)置完成后需重新加電。：該命令用于進入漢字 方式，在中文打印方式時，打印機接收的漢字代碼為標準機內(nèi)碼，根據(jù)代碼尋找打印機內(nèi)的漢字字模，如找到則打印，否則不打印。 ESC I n：是否允許反白 打印命令， n=1 允許反白打印， n=0 禁止反白打印，上電后初始化后 n=0,允許反白打印后的字符和漢字將以黑底白字打印出來。 RS485 通信方式： RS485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點 ，所以它 成為首選的串行接口。 RS485 采用半雙工工作方式，任 何時候只能有一點出于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路必須由使能信號加以控制。接口信號電平比 RS232 降低了，就不容易損壞接口的電路芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼，也就是說理論上 RS485 的最大傳輸距離可以達到 公里 [24]。 R 和 D端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的 RXD1和 TXD1相連即可 ， /RE 和DE 端分別為接收和發(fā)送的使能端，當 /RE 為邏輯 0 時，器件處于接收狀態(tài)；當 DE 為邏輯 1 時，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為 MAX485 工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩 個引腳即可； A 端和 B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端 ,當 A 引腳的電平高于 B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 邏輯 1；當 A 的電平低于 B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為邏輯 0。 通信模塊與單片機的串口 1 相連接，實現(xiàn)單片機與上位機通信。 數(shù)據(jù)通訊協(xié)議： UART通信協(xié)議： UART接口一幀的數(shù)據(jù)格式為： 1個起始位， 8個數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗位， 1個停止位，波特率為 9600bps或 19200bps。它使用于涉及門禁控制系統(tǒng)的讀卡器和卡片，它有很多格式，標準的 26bit是最常用的格式。 PS2 通訊協(xié)議是一種雙向同步串行通訊協(xié)議。一般兩設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)的最大時鐘頻率是 33KHz，大多數(shù) PS2設(shè)備工作在 10～ 20KHz。接口與單片機的串口 0相連接，實現(xiàn)單片機讀取卡號信息。綜合大學四年的學習，這個基于單片機的設(shè)計有了雛形，在老師的指導下我將整個設(shè)計進行模塊劃分，綜合實際需要選定了各個模塊需要的器件，并且通過了解網(wǎng)上的相關(guān)信息找到了適合的產(chǎn)品與芯片。在這三個月左右的時間里，我便是一邊學習，一邊進行設(shè)計，很多時候?qū)W起來很容易的東西在實踐時會出現(xiàn)各種各樣的問題，軟件也好、硬件也好，只有在親自制作時才真正的知道我們所學的知識究竟能夠用來做什么，而我們距離掌握這項技術(shù)究竟還差多遠。=~(16) define LCD_RDN_H PORTF|=(16) //液晶讀命令 低有效 define LCD_WRN_L PORTFamp。=~(14) define D_485_H PORTD|=(14) //485 方向控制線，低單片機接收數(shù)據(jù)，高單片機發(fā)送數(shù)據(jù)有效 //打印機接口 define P_STB_L PORTGamp。//歡迎使用住院部自助訂餐終端請刷卡！ uchar display_3[30]={204,225,202,190,0x3a,178,187,196,220,205,172,202,177, 中北大學 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 58 頁 uchar caipu[1010]={208,161,178,203,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x00,1,// 小菜 ,*******當日早餐 ,每道菜占 12 個字節(jié) ,菜名長度最多 5 個字 207,161,183,185,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x80,0,//稀飯 , 182,185,189,172,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x60,0,//豆?jié){ , 211,205,204,245,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0x50,0,//油條 , 192,207,182,185,184,17