基于SPCE3200藏、汉、英电子点菜系统的设计

摘要：基于西藏地区旅游业的迅速发展以及其带动下的西藏餐饮行业的实际需求，采用SPCE3200微控制芯片，外扩Zigbee模组和TFT液晶模组，结合嵌入式设计方法，设计出了具备藏、汉、英三种语言文字的实时点菜系统，旨在为中外游客在藏旅游时提供方便快捷的餐饮服务。实际测试结果表明，该系统反应快速、客户服务端与后台主机端网络互联简单且稳定、菜单及顾客的需求信息做到了准确的收发，符合西藏餐饮业的实际需求，适合在西藏地区推广。
关键词：微控制芯片；嵌入式；点菜系统；西藏餐饮服务业

目前，随着党、政府和兄弟省市对西藏的帮助以及西藏各族人民的不懈努力，西藏的社会经济取得了长足的发展。第三产业发展尤为迅速，特别是餐饮业和旅游业。随着我国经济的快速跨越式发展和不断扩大的对外交流，第三产业尤其是餐饮业有着巨大的发展潜力。内地沿海城市的餐饮业伴随着电子信息产业的发展在服务质量和效率上都有很大的提高。在西藏，例如在首府拉萨市，是以旅游为特色的城市，且伴随有人口结构复杂的特点，那么如何解决结构复杂的人口的餐饮就成了西藏地区的首要问题。来藏旅游的游客感受颇深的就是西藏独具魅力的藏餐文化，但一些饭店的服务人员很难提供优良的语言交流，且菜单翻译(藏文、汉文、英文)也各有标准，对藏餐的推广非常不便，给部分旅客进藏旅游留下或多或少的遗憾。影响整个西藏餐饮行业的良性发展。
点菜管理系统集无线网络通讯技术与手持移动电脑终端技术于一身，其在餐饮行业中的应用，全面促进了餐饮行业信息化管理的普及，实现了从点菜、起菜到顾客结帐全过程的自动化，方便顾客就餐，极大地提高经营的整体运营效率。所以，藏、汉、英电子点菜机在整个西藏餐饮信息化管理系统和本地餐饮文化推广中的应用显得十分的必要。
本项目就是结合目前西藏的实际情况，运用嵌入式系统设计方法，设计了藏汉英电子点菜机，旨在提高和促进西藏餐饮系统的服务规模和质量。

1 系统硬件设计
1．1 系统硬件总体设计框图
基于系统各功能的需求，其硬件组成框图如图1所示：主要由SPCE3200主控板、TFT液晶模块、Zigbee模块组成。其中，TFT晶通过SPCE-3200芯片来直接控制，同时配合TFT液晶模组的触屏输入来进行相关的人机交流，无线网络的建立和互联以及数据的收发通过Zigbee模组来实现。

1．2 SPCE3200的特点及功能
SPCE3200采用S+core7内核，并且集成了MPEG4的硬件编解码、CMOS传感器、TV解码接口、TFT、SPI＼UART＼I2C＼SPI标准串口、USB、SD卡等多种外设接口，扩展方便，适用于PDA、便携媒体播放器、监控器、机器人等设备的开发。图2为SPCE3200结构图。

芯片部分特性如下：工作电压：I／O端口的VDD 3．0～3．6V，CPU内核的VDD为1．62～1．98 V；CPU工作频率：27～162 MHz；SDDRAM最大容量可达16 MB；可编程选择颜色模式：4／16／64／256／327 68／655 36；MPEG-4帧率(frame rate)：QVGA模式下30帧／秒；共6个16位CCP定时／计数器(具可编程自动重载功能)；提供40个中断源：分别为定时器、时基、外部输入以及键唤醒等；支持键唤醒功能；9通道12位ADC，其中一路为MIC专用ADC；USB功能：支持USB1．1主机或USB1．1外设；UART功能：具有通用异步接收机和发送机；提供串行外围设备接口(SPI)：具主／从模式；提供Sunplus行输入／输出接口(SIO)；内置Watchdog功能；提供LCD接口：具TFT方式／CSTN方式；具备Sunplus CMOS影像传感器，可连接Sunplus CMOS传感器设备；支持CCIR-601／656 CMOS影像传感器／TVE控制接口；支持SD卡和NAND型Flash，用于海量数据存储。
1．3 Zigbee模组介绍
ZigBee是一种新兴的无线网络协议。它具有低功耗、易组网的特点。ZigBee模组采用UZ2400芯片为核心，可以提供硬件的MAC层和PHY层驱动，采用SPI方式与主控制器通信，操作方便，可以实现无线局域网互联和数据传输等。
Zigbee模组具有以下特性：接口方式支持4线SPI接口，IIC接口；ISM频段2．4～2．5 GHz；完全兼容IEEE 802．15．4规范；硬件CSMA-CA机制，具备自动应答ACK和FCS检查功能；帧数可编程；支持CCA模式和RSSI／LQI；集成20 MHz，32．768 kHz晶振驱动；集成100 kHz内部晶振电路；0．18μm RFCOMS技术，超低功耗。
本系统之所以选择Zigbee模组是根据系统对无线局域网络的需求和Zigbee模组与主控芯片SPCE3200的连接、驱动简单易行。Zigbee模组电路原理图以及Zigbee模组与SPCE3200接口如图3所示。

1．4 TFT_LCD模组介绍
TFT LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)即薄膜晶体管液晶显示器。在驱动方式上，TFT LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个像素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT)，可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，大大提高了图像质量(尺寸、色彩)，控制起来也比较容易。TFT LCD主要由偏振片、滤色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源组成。
内置于SPCE3200的TFT LCD接口能支持对多种输入格式的TFT型LCD显示屏的控制，譬如DataEnable(DE)、Hsvnc／Vsync、16位并行RGB、8位delta RGB以及CCIR601／656等输入。LCD显示屏支持的分辨率为320(水平像素)x240(垂直像素)，并支持NTSC／PAL显示格式。由于同步信号的位置及宽度都是可配置的，故可以满足各种规格的TFT LCD屏的要求。
TFT液晶模组采用数字式真彩色TS35ND5B模块作为显示设备，附带一款4线电阻式触摸屏。支持RGB565的数据格式，模组接口简单，应用方便。
本系统之所以选择TFT LCD模组是因为此液晶模组能满足良好的显示效果以及易于和SPCE3200接口连接(内置TFT LCD接口)且具备触屏功能即不用再外加键盘模块，使人机交流更加和谐方便。

2 软件设计
本系统由后台主机端和客户服务端两部分组成。后台主机端负责接收来自客户端的菜单信息、结账信息、加菜信息。客户服务端负责记录顾客的点菜、加菜、结账信息，并给用户提供藏、汉、英三语的友好人机交流界面服务，然后将顾客的菜单信息以及其他服务需求信息反馈给后台主机端。
本项目主要是面向西藏地区推广，提高整个西藏的餐饮服务水平。根据各项功能要求以及硬件总体设计，本系统的软件设计包括以下几个程序模块：
1)主程序 初始化系统涉及到的硬件模块(如：TounchPanel、TFT液晶模组等)并合理地调用各个子函数。是一个循环函数。主函数作用是总体协调各个模块，实现系统各模块间合理有序的配合，实现最佳的工作性能。
2)TFTLCD子程序模块 初始TFT LCD控制器，创建窗口并绘制图形等，实现LED的驱动和界面的显示。在显示程序中应注意对应窗体与显示内容的一致性，做到内容切换以及窗体切换时清屏的实时性，还应注意设置窗体底色与显示内容的显示对比度，给用户创造一个良好的健康的视觉环境。
3)Tounch Panel子函数模块 初始化触摸屏，实现触摸屏的驱动并获取键值。在触屏采集坐标时，应注意去除抖动和延时的合理性，避免可能出现的一次按键当多次重复按键处理以及系统反应迟缓。
4)ZigBee子函数模块 ZigBee无线传输模组的驱动，实现了网络四的创建、互联和数据收发。本系统网络互联的设计是一对多(一个后台主机端互联多个客户服务端，而客户服务端之间没有通信)的关系。
其用户端主函数如图4所示。