基于嵌入式技術的藏漢英無線電子點菜終端的設計

邊巴旺堆，陳天舜，梅衛(wèi)龍，姚 堯

（西藏大學 西藏 拉薩 850000）

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，從而帶動著社會服務領域的巨大飛躍。在黨中央的正確領導下，在各省市對西藏經(jīng)濟發(fā)展的有力援助下，西藏人民通過自身的艱苦努力，在經(jīng)濟、文化等各領域取得了舉世矚目的成就，人們在追求物質文化的同時，更加注重服務方面的質量，注重一種新鮮便捷的生活方式。伴隨著我國經(jīng)濟的快速跨越式發(fā)展和不斷擴大的對外交流，西藏作為我國旅游特色突出的地區(qū)，第三產(chǎn)業(yè)尤其是餐飲業(yè)更是有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α鹊赜绕涫茄睾３鞘械牟惋嫎I(yè)也伴隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在服務質量和效率上有很大的提高。在西藏的城市，其優(yōu)質的旅游資源吸引著各地的游客慕名觀光，來藏旅游的游客感受頗深的就是西藏獨具魅力的藏餐文化，針對西藏地區(qū)旅游客流量大和人口復雜的特點，我們設計出這款藏、漢、英三語的電子點菜系統(tǒng)，這必將克服一些飯店的服務人員難以滿足優(yōu)良的語言交流要求和菜單翻譯（藏文、漢文、英文）各有標準的困難，對藏餐的推廣提供沃土，讓來西藏的游客不再留下遺憾，推動整個西藏餐飲行業(yè)的良性發(fā)展。因此，這款作品的設計將會使不同語言人群的就餐需求產(chǎn)生便利，這對提高西藏餐飲信息化管理系統(tǒng)和本地餐飲文化推廣有十分重大的意義。

本設計運用嵌入式系統(tǒng)設計方法[1-2]，針對目前西藏地區(qū)服務業(yè)的特殊需求，旨在提高和促進西藏餐飲系統(tǒng)的服務規(guī)模和質量，藏、漢、英無線電子點菜終端的設計顯得十分必要。

1 系統(tǒng)硬件設計

1.1 系統(tǒng)硬件結構框圖

基于系統(tǒng)各功能的需求，其硬件組成框圖如圖1所示。主要由SPCE3200主控板、TFT液晶模塊、藍牙模塊。其中，TFT液晶通過SPCE3200芯片來直接控制，同時配合TFT液晶模組的觸屏輸入來進行相關的人機交流；無線網(wǎng)絡的建立和互聯(lián)以及數(shù)據(jù)的收發(fā)通過藍牙模組來實現(xiàn)。

如圖1為系統(tǒng)硬件結構框圖硬件框圖。

圖1 系統(tǒng)硬件結構框圖Fig. 1 System hardware architecture block diagran

1.2 SPCE3200內核簡介

SPCE3200采用S+core7內核，并且集成了MPEG4的硬件編解碼、CMOS傳感器、TV 解碼接口、TFT、SPIUARTI2CSPI標準串口、USB、SD卡等多種外設接口，擴展方便。S+core7處理器是一個32 位的RISC處理器，采用了Sunplus ISA(Instruction Set Architecture，指令集架構 )。Sunplus ISA 支持32 位與16 位混合指令模式以及并行條件執(zhí)行(正申請專利保護的)，從而提高了代碼密度、性能以及應用范圍。在處理器中，為實現(xiàn)Soc 集成采用了AMBA總線；為靈活地擴展功能設計了協(xié)處理器以及Custom Engine 接口；為高效地測試和調試程序采用了SJTAG 模塊。S+core7 處理器支持以下3種處理器模式：

1）用戶模式(User Mode)：用于執(zhí)行應用程序或操作系統(tǒng)程序。通常情況下，處理器均處于用戶模式，直到異常發(fā)生后才被強制進入核心模式(Kernel Mode)。處理器處于用戶模式時，那些被系統(tǒng)保護的資源是不可見的，不能被用戶程序訪問的。

2）核心模式(Kernel Mode)：是操作系統(tǒng)專用的模式。異常的發(fā)生會導致處理器進入核心模式。進入核心模式后，處理器將一直處于此模式，直到一條從異常中返回(RTE，Return From Exception)指令被執(zhí)行。

3）Debug 模式(Debug Mode)：用于執(zhí)行Debug 服務程序。在此模式下，用戶程序可以完全訪問用戶模式或核心模式下的寄存器，以及其他一些調試寄存器。

處理器處于核心模式時，用戶程序除了可訪問所有用戶模式的寄存器外，還可訪問19 個系統(tǒng)，核心模式寄存器如圖2所示。

1.3 藍牙無線傳輸模組

藍牙是一種短距無線通信的技術規(guī)范，可以將通信、個人電腦、網(wǎng)絡、工業(yè)、自動化和家用電器等等通過語音或數(shù)據(jù)聯(lián)接在一起，距離可以達到10 m甚至100 m。藍牙技術的優(yōu)勢就在于它使用戶從紛繁復雜的連線中解放出來，商家和客戶可以更簡單靈活的實現(xiàn)同步通信，同時也更有利于在同事、朋友或辦公網(wǎng)絡中建立更快速便捷的聯(lián)絡。

本系統(tǒng)之所以選擇藍牙模組是根據(jù)系統(tǒng)對無線局域網(wǎng)絡的需求和藍牙模組與主控芯片SPCE3200的連接、驅動簡單易行。 如圖3為藍牙協(xié)議結構。

1.4 TFT_LCD模組

TFT LCD 是 Thin File Transistor-Liquid Crystal Display 的縮寫（薄膜晶體管液晶顯示器），主要由偏振片、濾色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源組成。TFT LCD設計奇特，在液晶顯示屏上的每一個像素上都設計了一個薄膜晶體管，可有效地克服非選通時的串擾，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關，圖像質量高，控制簡單。

圖2 核心模式寄存器Fig. 2 Kernel-mode register

圖3 藍牙協(xié)議結構Fig. 3 Bluetooth protocol architecture

內置于SPCE3200的TFT LCD接口能夠支持對多種輸入格式的TFT型LCD 顯示屏的控制，LCD 顯示屏支持的分辨率為 320（水平像素）× 240（垂直像素），并支持 NTSC/PAL顯示格式。由于同步信號的位置及寬度都是可配置的，故以滿足各種規(guī)格的 TFT LCD 屏的要求。

TFT 液晶模組采用數(shù)字式真彩色TS35ND5B模塊作為顯示設備，附帶一款 4 線電阻式觸摸屏。支持RGB565 的數(shù)據(jù)格式，模組接口簡單，應用方便。

本系統(tǒng)之所以選擇TFT LCD模組是因為此液晶模組能滿足良好的顯示效果以及易于和SPCE3200接口連接（內置TFTLCD接口）且具備觸屏功能即不用再外加鍵盤模塊，而且使人機交流更加和諧方便。

2 軟件設計

本系統(tǒng)由后臺主機端和客戶服務端兩部分組成。后臺主機端負責接收來自客戶端的菜單信息、結賬信息、加菜信息?？蛻舴斩素撠熡涗涱櫩偷狞c菜、加菜、結賬信息，并給用戶提供藏、漢、英三語的友好的人機交流界面服務然后將顧客的菜單信息以及其它的服務需求信息反饋給后臺主機端。

圖4 TFT模組和SPCE3200開發(fā)板的接口電路圖Fig. 4 The TFT module SPCE3200 development board interface circuit

圖5 用戶終端主函數(shù)流程圖Fig. 5 Flow chart of the main function of the client

本項目的主要目的是面向西藏地區(qū)推廣，提高整個西藏的餐飲服務水平，根據(jù)各項功能要求以及硬件總體設計，本系統(tǒng)的軟件[2-3]設計包括一下幾個程序模塊

1）主程序：初始化系統(tǒng)涉及到的硬件模塊（如：Tounch Panel、TFT液晶模組等）并合理的調用各個子函數(shù)，是一個循環(huán)函數(shù)。主函數(shù)作用是總體協(xié)調各個模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊間合理有序的配合，實現(xiàn)最佳的工作性能。

2）TFTLCD子程序模塊：初始 TFT LCD控制器，創(chuàng)建窗口并繪制圖形等，實現(xiàn) LCD的驅動和界面的顯示。在顯示程序中應注意對應窗體與顯示內容的一致性，做到內容切換以及窗體切換時的清屏的實時性，還用注意設置窗體底色與顯示內容的顯示對比度，給用戶創(chuàng)造一個良好的健康的視覺環(huán)境。

3）Tounch Panel子函數(shù)模塊：初始化觸摸屏，實現(xiàn)觸摸屏的驅動并獲取鍵值。在觸屏采集坐標時，應注意去除抖動和延時的合理性，避免可能出現(xiàn)的一次按鍵當多次重復按鍵處理以及系統(tǒng)反應遲緩。

4）藍牙模組子函數(shù)模塊：藍牙無線傳輸模組的驅動，實現(xiàn)了網(wǎng)絡[5]的創(chuàng)建、互聯(lián)和數(shù)據(jù)收發(fā)。

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡互聯(lián)設計的是一對多的關系，用戶端主函數(shù)如圖5所示。在系統(tǒng)的軟件設計時，應注意的是藏文字庫在系統(tǒng)自帶的字庫（漢語字庫、英語和字符庫）中是沒有的，所以要自己刻制字模然后再編碼[6]，形成本系統(tǒng)自身的藏文字庫。本設計中的藏文是根據(jù)所需要翻譯的菜單名字以詞組的方式翻譯出來再進行編碼調用實現(xiàn)顯示的。

2.1 主機終端服務程序

2.2 人機交互界面

本系統(tǒng)成功實現(xiàn)了人性化的交互界面，以方便用戶。語言選擇界面和藏語服務界面如圖6、圖7所示,整體實物圖如圖8所示。

圖6 語言選擇界面Fig. 6 Language selection interface

3 結 論

項目測試表明，該設計圖像顯示清晰，無線通信良好，性能穩(wěn)定，安裝快速，操作簡單，易于管理，大大方便了各種語言人群的點菜需求，增強了西藏餐飲信息化管理水平，極大提高了西藏餐飲行業(yè)管理運營的效益，符合西藏地區(qū)餐飲業(yè)發(fā)展的需求，開始了了西藏地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)與餐飲業(yè)的交流，具有很好的發(fā)展前景。

圖7 藏語服務界面Fig. 7 The Tibetan service of the interface

圖8 整體實物圖Fig. 8 The overall physical map

[1]張大波.嵌入式系統(tǒng)原理、設計與應用[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2004.

[2]韋東山.嵌入式Linux應用開發(fā)[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[3]譚浩強.C程序設計[M].北京:清華大學出版社, 2005.

[4]康華光 電子技術基礎模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2006.

[5]范培峰,肖偉,邊巴旺堆，等,基于DM9000的以臺網(wǎng)藏文信息控制平臺[J].電子設計工程, 2010,18(2):37-39.

FAN Pei-feng, XIAO Wei, BIAN Ba-wang-dui, et al.Ethernet Tibetan information controlling platform based on DM9000[J].Electronic Design Engineering,2010,18(2)37-39.

[6]李書榮,肖偉,羅布多吉，等,基于SPR4096的藏、漢、英三語公交報站系統(tǒng)[J].電子設計工程,2010,18(1):104-105.

LI Shu-rong, XIAO Wei, LUO Bu-duo-ji, et al. Design of Tibetan- Chinese-English Trilingual Bus Station Broadcast System Based on SPR4096[J]. Electronic Design Engineering,2010,18(1):104-105.

[7]劉嚴亮. 基于SPCE3200藏、漢、英電子點菜系統(tǒng)的設計[J].電子設計工程, 2011, 1(2): 153-155.

LIU Yan-liang. Based SPCE3200 Tibetan, Chinese and English electronic ordering system design [J]. Electronic Design Engineering,2011,1 (2) :153-155.