PAGE15基于STC單片機(jī)的餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的人喜歡在餐館就餐，這將大大增加餐館服務(wù)人員的工作量。為了解決這一問(wèn)題，需設(shè)計(jì)一款集語(yǔ)音播報(bào)、選擇桌號(hào)、點(diǎn)菜、結(jié)賬、接收菜單、顯示菜單、催賬等多功能于一體的餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)。本設(shè)計(jì)由軟件和硬件兩部分組成。軟件部分采用是Keil軟件，用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫，將編寫好的程序下載并存儲(chǔ)在單片機(jī)中。當(dāng)單片機(jī)開(kāi)始運(yùn)行后就會(huì)進(jìn)行程序指令及數(shù)據(jù)的傳輸，從而使模塊實(shí)現(xiàn)其功能。硬件部分是由主機(jī)端(即客戶端)和從機(jī)端(即后廚端)兩部分組成，通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行控制來(lái)達(dá)到理想效果主機(jī)端是由按鍵模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、無(wú)線模塊構(gòu)成。從機(jī)端是由無(wú)線模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、液晶顯示模塊構(gòu)成。本設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為硬件的控制中樞，通過(guò)操作主機(jī)端的鍵盤模塊來(lái)達(dá)到點(diǎn)菜這一目的。當(dāng)主機(jī)接收到按鍵給出的信號(hào)后，經(jīng)由NRF24L01無(wú)線模塊組成的電路將信號(hào)傳遞給從機(jī)，使其在液晶上顯示，并通過(guò)語(yǔ)音模塊進(jìn)行準(zhǔn)確播報(bào)出信息。本點(diǎn)餐機(jī)的主要功能:客戶端點(diǎn)菜，后廚端遠(yuǎn)程接收配菜。關(guān)鍵詞：；無(wú)線模塊；自助點(diǎn)菜機(jī)目錄TOC\o"1-4"\u1引言 11.1課題的目的及要求 11.2課題的現(xiàn)狀及背景 11.3課題的研究?jī)?nèi)容 22系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析 32.1系統(tǒng)方案選擇 32.2.1單片機(jī)模塊選擇 32.2.2語(yǔ)音播報(bào)模塊選擇 32.2.3顯示模塊選擇 32.2.4傳輸模塊選擇 42.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 43硬件電路部分 63.1單片機(jī)模塊 63.2鍵盤模塊 83.3語(yǔ)音播報(bào)模塊 93.4液晶顯示模塊 103.5無(wú)線模塊 124軟件設(shè)計(jì)部分 154.1平臺(tái)開(kāi)發(fā)介紹 154.2程序設(shè)計(jì) 164.2.1主程序設(shè)計(jì)流程圖 164.2.2液晶顯示模塊流程圖 174.2.3中斷流程圖 18結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 201引言1.1課題的目的及要求隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于“衣食住行”的要求越來(lái)越高。就拿“食”來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的人喜歡在餐館就餐，這就促進(jìn)了餐飲業(yè)的發(fā)展，但是對(duì)人數(shù)的要求也越來(lái)越多，因此在人力這方面有很大需求和輸出，人力資源自然而然就昂貴。這對(duì)于餐飲行業(yè)來(lái)說(shuō)是很棘手的問(wèn)題，也是最不愿意看到的一面。如今，有越來(lái)越多的人享受快節(jié)奏生活，尤其是在餐館時(shí)，他們更是將“快生活”展現(xiàn)的淋漓盡致[20]。當(dāng)餐館顧客很多的時(shí)候，他們無(wú)法遠(yuǎn)程點(diǎn)菜，只能漫長(zhǎng)地等待，等到服務(wù)員的接待才能順利用餐。這種情況他們是不接受的、是無(wú)法容忍的，因?yàn)檫@將浪費(fèi)太長(zhǎng)時(shí)間。所以如何能提升工作效率，減少工作量，降低人力成本，減少顧客等待時(shí)間，是餐飲業(yè)急需解決的問(wèn)題。在科技發(fā)展飛速的今天，一個(gè)自助點(diǎn)菜機(jī)就能解決這一問(wèn)題。對(duì)于餐館來(lái)說(shuō)：節(jié)省人力資源，減少人力成本支出，提高餐館的整體水平；對(duì)于服務(wù)人員來(lái)說(shuō)：提高工作效率，減輕了工作量。對(duì)于顧客來(lái)說(shuō)：他們只需簡(jiǎn)單的操作幾步就能完成點(diǎn)餐全過(guò)程，縮短等待時(shí)間，無(wú)需排隊(duì)，快吃快走，高興而來(lái)，滿意而歸。1.2課題的現(xiàn)狀及背景在國(guó)外，發(fā)達(dá)國(guó)家重視計(jì)算機(jī)信息化，更重視信息技術(shù)化管理技術(shù)，普及程度都比國(guó)內(nèi)高，并且將信息技術(shù)化管理技術(shù)應(yīng)用得淋漓盡致。使用管理系統(tǒng)就可以對(duì)整個(gè)餐館內(nèi)部進(jìn)行有效地管理，監(jiān)督。從而帶來(lái)了很大程度上的好處：節(jié)省人力，提高營(yíng)業(yè)額和品牌形象，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高服務(wù)質(zhì)量。這些好處在麥當(dāng)勞連鎖店上體現(xiàn)得淋漓盡致。在國(guó)外，尤其是美國(guó)，一個(gè)小小的城市都會(huì)有2-3家麥當(dāng)勞連鎖店，這不僅僅是因?yàn)槭澄锩牢段櫩?，很重要的一點(diǎn)是因?yàn)樽灾c(diǎn)菜機(jī)的存在，它將“快，好，省”這三個(gè)優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)得十分徹底。在20世紀(jì)70年代以前，中國(guó)的餐館采用人工服務(wù)這種方式[8]。這樣大大增加了服務(wù)人員的工作量，并且容易出錯(cuò)。他們需要頂著壓力，一絲不茍的為顧客提供服務(wù)。這使得服務(wù)人員常常手忙腳亂，顧此失彼，狼狽至極。同時(shí)工作效率和服務(wù)質(zhì)量也大打折扣。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，在20世紀(jì)后期，人們?cè)絹?lái)越重視新型科學(xué)技術(shù)地開(kāi)發(fā)，越來(lái)越重視新型科學(xué)技術(shù)地研究，越來(lái)越重視新型科學(xué)技術(shù)地發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)，這在餐飲行業(yè)掀起了不小的浪潮。畢竟，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。越來(lái)越多的餐飲企業(yè)開(kāi)始意識(shí)到計(jì)算機(jī)信息化管理技術(shù)的重要性，所以一些有利于餐廳監(jiān)督、管理、服務(wù)的系統(tǒng)就出現(xiàn)在市場(chǎng)上，給餐飲業(yè)帶來(lái)了新的生機(jī)。但是現(xiàn)階段，就國(guó)內(nèi)而言，計(jì)算機(jī)信息化管理技術(shù)并沒(méi)有在餐飲行業(yè)得到普遍應(yīng)用。只有一些大型餐廳得到了應(yīng)用，許許多多的小餐館還是選擇記錄手抄訂單這種方式，這使得工作效率大大降低，人力成本大大增加，餐館的整體水平大打折扣。所以，有一個(gè)集語(yǔ)音播報(bào)、選擇桌號(hào)點(diǎn)菜、結(jié)賬、接收菜單、顯示菜單、催賬等多功能于一體的餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)是必不可少的。當(dāng)今我國(guó)的餐飲業(yè)計(jì)算機(jī)信息化管理技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平尚有一段差距，尤其在信息化管理和餐飲服務(wù)方面，中餐是一個(gè)具有特色的行業(yè)，國(guó)外產(chǎn)品不能夠很好符合中國(guó)人的品味，因此加強(qiáng)中國(guó)餐飲的信息化管理是刻不容緩的。雖然傳統(tǒng)餐飲人工服務(wù)在企業(yè)內(nèi)部管理占主導(dǎo)地位，但卻忽視了消費(fèi)者的感受[2]。隨著餐飲業(yè)的不斷發(fā)展，餐館與餐館內(nèi)部地競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，所以要用新的服務(wù)模式來(lái)吸引顧客。

我們知道要想使中國(guó)的餐館發(fā)展得好，要想使中國(guó)餐飲業(yè)發(fā)展得迅速，使用自助點(diǎn)菜機(jī)勢(shì)在必行，發(fā)展計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)刻不容緩。只有這樣，才能使中國(guó)餐飲業(yè)與世界接軌。1.3課題的研究?jī)?nèi)容本課題設(shè)計(jì)并制作一款餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)，從課題題目中能分析得出設(shè)計(jì)的重點(diǎn)一是遠(yuǎn)程，二是自助。所謂遠(yuǎn)程，顯而易見(jiàn)，就是通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行信號(hào)的傳輸（本課題選用的是NRF24L01無(wú)線模塊），所謂自助即自己動(dòng)手，自己操作機(jī)器。而課題需要研究的內(nèi)容就是使用者如何在足夠的距離中自己操作點(diǎn)菜機(jī)（如選擇桌號(hào)、選擇菜品、催單等功能），而且下完單后后廚可以準(zhǔn)確無(wú)誤地收到菜品信息[4]。通過(guò)上述的分析及研究可得知，本課題需要借助單片機(jī)來(lái)控制，對(duì)點(diǎn)菜機(jī)的客戶端和后廚端進(jìn)行操作，使得順利完成用餐全過(guò)程[18]。對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是單片機(jī)、按鍵、無(wú)線模塊、液晶顯示屏。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2.1系統(tǒng)方案選擇2.2.1單片機(jī)模塊選擇方案一：系統(tǒng)選用PIC16F887單片機(jī)為控制核心，PIC單片機(jī)是閃存8位半導(dǎo)體單片機(jī)，內(nèi)含28個(gè)引腳和多個(gè)輸入輸出口，具有在較低電壓下進(jìn)行運(yùn)行、功率損耗較小等特點(diǎn)。對(duì)于剛接觸單片機(jī)的新手來(lái)說(shuō)，因?yàn)镻IC系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)較為繁瑣，所以很難將其琢磨領(lǐng)悟透徹。方案二：系統(tǒng)選用STC89C52單片機(jī)為控制核心，此單片機(jī)內(nèi)含40個(gè)引腳、8位CPU、32根I/O(Input/Output,輸入/輸出)線。具有抗干擾能力強(qiáng)、功率損耗小、運(yùn)行速度快、電壓寬、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于剛接觸單片機(jī)的新手來(lái)說(shuō)，因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，所以很容易領(lǐng)悟其中的關(guān)鍵點(diǎn)。方案論證：綜上所述，在對(duì)比了兩種方案的優(yōu)劣后，本設(shè)計(jì)選擇了方案二。因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響較小，且大眾化、性價(jià)比高、容易讓人接受。2.2.2語(yǔ)音播報(bào)模塊選擇方案一：系統(tǒng)選用SYN6288語(yǔ)音播報(bào)模塊，該模塊內(nèi)含28個(gè)引腳、6對(duì)外加電源、含有串行接口，可以用來(lái)傳遞命令。方案二：系統(tǒng)選用MP3-TF-16P語(yǔ)音播報(bào)模塊，MP3模塊一共有16個(gè)引腳，含有串行接口，可以用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)及通信。同時(shí)可以通過(guò)模塊的芯片電路將MP3硬解碼。方案論證：綜上所述，在對(duì)比了兩種方案的優(yōu)劣后，本設(shè)計(jì)選擇了方案二。因?yàn)镸P3-TF-16P語(yǔ)音播報(bào)模塊可以減輕對(duì)整個(gè)電路的影響，并且在市面上常見(jiàn)且價(jià)格親民，容易被大多數(shù)使用者接受。2.2.3顯示模塊選擇方案一：系統(tǒng)選用數(shù)碼管，數(shù)碼管因能清晰地顯示信息而被廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)是能精準(zhǔn)地顯示出屏幕上的內(nèi)容，缺點(diǎn)是損耗的電路電能較大。方案二：系統(tǒng)選用LCD12864液晶顯示模塊，該模塊工作電壓為+5V，有20個(gè)管腳。以價(jià)格便宜、質(zhì)量好、功率損耗低等優(yōu)點(diǎn)而得到普遍使用。方案論證：綜上所述，在對(duì)比了兩種方案的優(yōu)劣后，本設(shè)計(jì)選擇了方案二。因?yàn)長(zhǎng)CD12864液晶顯示模塊可以輕小便于攜帶、清晰度高、分辨率高，更適合本電路的設(shè)計(jì)理念。2.2.4傳輸模塊選擇方案一：系統(tǒng)選用SKB501藍(lán)牙模塊，該模塊工作電壓為+3.3V，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)模式和從機(jī)模式二者間的相互轉(zhuǎn)換，可以連接手機(jī)或電腦從而達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。但是藍(lán)牙模塊的應(yīng)用場(chǎng)合有一定的局限性，即只可以應(yīng)用到家庭或自身。方案二：系統(tǒng)選用NRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊，該模塊工作電壓為+5V，內(nèi)含2.4GHz天線，體積大小多種多樣；2.4GHz全球開(kāi)放1SM頻段免許可證使用；有DIP封裝，2.54MM間距接口。方案論證：綜上所述，在對(duì)比了兩種方案的優(yōu)劣后，本設(shè)計(jì)選擇了方案二。因?yàn)镹RF24L01無(wú)線收發(fā)模塊的應(yīng)用場(chǎng)合沒(méi)有局限性，且可以很準(zhǔn)確地傳輸所需的數(shù)據(jù)。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖本課題旨在設(shè)計(jì)一款餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)，系統(tǒng)選STC89C52[16]由單片機(jī)+LCD液晶顯示+無(wú)線模塊+語(yǔ)音播報(bào)模塊+按鍵構(gòu)成。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)總體流程框圖如圖2-1。系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1.客戶端和后廚端打開(kāi)后，播放開(kāi)機(jī)語(yǔ)音。2.首先在客戶端上選擇桌號(hào)，桌號(hào)選擇完畢點(diǎn)擊菜單選擇鍵，進(jìn)入菜單界面。3.客戶端通過(guò)按上下鍵進(jìn)行菜單菜品的選擇,可以取消所選的菜品，也可以選中菜品(菜單界面會(huì)有標(biāo)記)，選中時(shí)會(huì)有語(yǔ)音播報(bào)相應(yīng)的菜名。4.在客戶端，菜單選擇完畢后，按確認(rèn)鍵后液晶顯示變?yōu)檫x中的菜名與計(jì)算后的總價(jià)。5.客戶端按發(fā)送鍵，將所選菜品信息發(fā)至后廚端。6.后廚端接收到客戶端的菜品信息后，會(huì)語(yǔ)音播報(bào)xx桌點(diǎn)了xx菜品，總價(jià)xx,并且把相應(yīng)的信息顯示到液晶屏幕上。7.客戶端支持催單功能，點(diǎn)擊發(fā)送按鍵，會(huì)給后廚進(jìn)行催單，并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)催促。8.后廚端做菜完畢，點(diǎn)擊完成按鍵，將會(huì)通知客戶端前來(lái)取餐或等待送餐(客戶端語(yǔ)音提示)。圖2-1系統(tǒng)總體流程框圖3.1單片機(jī)模塊STC89C52單片機(jī)是出的新一代51單片機(jī)[5]。具有抗干擾能力強(qiáng)、功率損耗小、運(yùn)行速度快、電壓寬、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是十分受歡迎的一款單片機(jī)。它是由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、CPU（CentralProcessingUnit,中央處理器）、RAM（RandomAccessMemory,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、ROM（read-onlymemory，只讀存儲(chǔ)器）、多個(gè)輸入輸出接口等多個(gè)部件組成[9]。STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）40個(gè)引腳（2）8位CPU（3）32根I/O線（4）片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路（5）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器尋址范圍各64KB（6）含有看門狗定時(shí)器電路（7）具有EEPROM功能單片機(jī)內(nèi)部資源：串行口：該單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工數(shù)據(jù)通信串行口[6]，可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SFR的數(shù)據(jù)緩沖器中，但實(shí)際單片機(jī)中含有2個(gè)緩沖器：一個(gè)是發(fā)送緩沖器，另一個(gè)是接收緩沖器。所以，可以同時(shí)保存數(shù)據(jù)，并執(zhí)行收/發(fā)過(guò)程。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：該單片機(jī)中含有T0、T1兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器。定時(shí)器0可分成2個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器。定時(shí)器1可作為串口的波特率發(fā)生器。T0、T1既可以當(dāng)作定時(shí)器，又可以當(dāng)作計(jì)數(shù)器，具體的作用則是由單片機(jī)程序指令進(jìn)行控制。中斷系統(tǒng)：在單片機(jī)P3口的P3.2和P3.3進(jìn)行外部中斷輸出，輸出方式有兩種：一是低電平，二是下降沿有效。定時(shí)器中斷則是當(dāng)定時(shí)器向中央處理器提出中斷申請(qǐng)，即電平由高變成低。串行口每次傳遞或收到數(shù)據(jù)信息后，就會(huì)申請(qǐng)中斷。復(fù)位方式：RST管腳代表著復(fù)位信號(hào)輸出端。復(fù)位信號(hào)只有高電位狀態(tài)時(shí)才有效。高電位的有效時(shí)間是不允許間斷的，至少要持續(xù)24個(gè)振蕩周期，單片機(jī)才會(huì)處于復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位之后P0口、P1口、P2口、P3口處于高電平導(dǎo)通狀態(tài)，SFR被置零。只有RST一直處于高電平狀態(tài)，那么單片機(jī)會(huì)一直重復(fù)復(fù)位過(guò)程。時(shí)鐘：時(shí)鐘是最小的時(shí)序的單位且時(shí)鐘是時(shí)序的基礎(chǔ)。之所以在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘是因?yàn)橛幸粋€(gè)由共發(fā)射極放大器組成的振蕩器[10]。剛剛講述了產(chǎn)生時(shí)鐘的原因，接下來(lái)講以下產(chǎn)生時(shí)鐘的兩種方式。（1）內(nèi)部方式：在XTAL1和XTAL2引腳兩端間跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)電容，內(nèi)部共發(fā)射極放大器自激振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘[11]。（2）外部方式：通過(guò)XTAL1和XTAL2引腳兩端間跨接外部時(shí)鐘。此單片機(jī)的芯片是40引腳的雙列直插式的，某些引腳的功能不止一個(gè)。下面主要講一下P3口在此電路中的作用。P3口的管腳有第二功能，P3.0、P3.1的第二功能是串口通信，P3.2、P3.3的第二功能是外部中斷，P3.4、P3.5的第二功能是定時(shí)計(jì)數(shù)器0、1，P3.6、P3.7的第二功能是外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的讀寫。有P0、P1、P2、P3這4個(gè)8位的并行接口，一共是32個(gè)可供編程的I/O口。P0口無(wú)輸出能力，至于加上拉電阻時(shí)才能工作。P1、P2口是普通I/O口，只需連接芯片的管腳即可工作，在此不多介紹。單片機(jī)管腳圖如圖3-1所示，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖3-2所示。圖3-1單片機(jī)管腳圖圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.2鍵盤模塊當(dāng)客戶進(jìn)行點(diǎn)餐操作時(shí)需要用到按鍵，按鍵是電路中常見(jiàn)的控制元器件，以小巧、使用、平價(jià)、方便等優(yōu)點(diǎn)被人們接受。按鍵實(shí)物圖如圖3-3所示。該設(shè)計(jì)的鍵盤模塊是由一個(gè)個(gè)按鍵構(gòu)成的，有4個(gè)腳，在實(shí)際的電路焊接中，只需要焊接1,3或1,4或2,3或2,4即可。1腳和2腳按鍵內(nèi)部是相通的，3腳和4腳按鍵內(nèi)部是相通的，在本設(shè)計(jì)中按鍵一端接地，另一端分別接單片機(jī)的第21、22、23、24、25管腳即單片機(jī)的P2口。鍵盤模塊電路圖如圖3-4所示。注意：在使用鍵盤模塊前需要先進(jìn)行檢測(cè)。鍵盤模塊檢測(cè)方法：?jiǎn)纹瑱C(jī)電位區(qū)處于高電平上，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，單片機(jī)的輸入口和輸出口電壓位被拉低，呈低電平，此時(shí)，單片機(jī)在判斷出哪個(gè)電位被拉低后，在通過(guò)尋址低電平所在之處，便可知曉按下了哪個(gè)按鍵確定按鍵后就可以執(zhí)行功能程序了，直接執(zhí)行其對(duì)應(yīng)命令。可以根據(jù)上述原理對(duì)按鍵模塊進(jìn)行檢測(cè)。圖3-3按鍵實(shí)物圖圖3-4鍵盤模塊電路圖3.3語(yǔ)音播報(bào)模塊本設(shè)計(jì)采用的語(yǔ)音播報(bào)模塊是以MP3-TF-16P模塊為核心組成的電路，MP3-TF-16P模塊含有串行接口，可以用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)及通信[12]。同時(shí)可以通過(guò)模塊的芯片電路將MP3硬解碼。通過(guò)執(zhí)行指令便可以將內(nèi)容準(zhǔn)確清楚地播報(bào)出來(lái)。MP3模塊實(shí)物圖如圖3-5所示。MP3-TF-16P模塊功能具有多種功能：含有24位DAC(DigitalToAnalogConvert-er,數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出，動(dòng)態(tài)范圍支持90dB,信噪比支持85dB；完全支持FAT16、FAT32文件系統(tǒng)，最大支持32G的TF卡，支持32G的U盤；具有多種控制模式，如串口模式、按鍵控制模式等；多種靈活的操控功能，如按文件類型播放、按文件大小播放、按文件打開(kāi)時(shí)間播放；含有USB（UniversalSerialBus,通用串行總線）接口座。該MP3模塊有許多優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍廣，如汽車導(dǎo)航語(yǔ)音播報(bào)、銀行、營(yíng)業(yè)大廳語(yǔ)音播報(bào)、車站收費(fèi)處語(yǔ)音播報(bào)、消防語(yǔ)音播報(bào)、超市語(yǔ)音播報(bào)、學(xué)校鈴聲播放都可以應(yīng)用。操作簡(jiǎn)單靈活，只需要用戶提供串行接口指令代碼，模塊即可執(zhí)行命令，如音量大小、切換歌曲等功能。在拿到該模塊后需要進(jìn)行檢驗(yàn)：將喇叭接到6腳和8腳之間，將USB接到充電寶上，將9、10腳短接，試觸MP3模塊，檢驗(yàn)其是否可以正常工作。若有聲音，則可以正常工作，反之，則不可以。MP3模塊一共有16個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有屬于自己的獨(dú)特功能，見(jiàn)表3-1所示。該模塊在電路中工作過(guò)程如下：1腳和7腳分別接+5V和GND。2管腳用于串口通信，通過(guò)單片機(jī)發(fā)送指令，將其接到單片機(jī)對(duì)應(yīng)的發(fā)射引腳上。在第6腳和第8腳的兩個(gè)引腳處跨接喇叭，使信息通過(guò)喇叭播報(bào)出來(lái)。MP3模塊電路圖如圖3-6所示。圖3-5MP3模塊實(shí)物圖圖3-6MP3模塊電路圖表3-1MP3模塊功能列表管腳序號(hào)管腳名稱作用1VCC電源+5V2RX串口數(shù)據(jù)輸入3TX串口數(shù)據(jù)輸出4DAC_R右聲道5DAC_L左聲道6SPK2接小喇叭+7GND接地8SPK1接小喇叭-9I01觸發(fā)口10GND接地11I02觸發(fā)口12ADKEY1AD口113ADKEY2AD口214USB+USB+DP15USB-USB-DM16Busy播報(bào)指示3.4液晶顯示模塊在本設(shè)計(jì)中選用以LCD12864為核心器件的液晶顯示模塊電路。它價(jià)格便宜、質(zhì)量好、功率損耗低、輕小便于攜帶、厚度薄、清晰度高、分辨率高。LCD12864顯示屏可以顯示文字及圖案，內(nèi)含128個(gè)字符，8192個(gè)文字。其規(guī)格為128列×64行，呈現(xiàn)角度：正面直視；屏幕顏色為黃綠色，字體的顏色為藍(lán)黑色藍(lán)黑色字體配上黃綠底色的屏幕，給使用者眼前一亮的感覺(jué)，清晰度高，識(shí)別度強(qiáng)。屬于超扭曲向列類液晶顯示器，適宜高強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)力。液晶顯示屏實(shí)物圖見(jiàn)圖3-7所示。該模塊工作電壓為+5V，有20個(gè)管腳。每個(gè)管腳都有自己獨(dú)特的功能。LCD12864功能列表見(jiàn)表3-2所示。第19腳和第20腳分別連接+5V電壓和地，1腳是背光源負(fù)極，需要接地；2腳是背光源正極，需要接+5V電壓。第15、16、17腳是單片機(jī)對(duì)液晶可編程的讀寫控制命令引腳，將其接到單片機(jī)的相應(yīng)管腳處，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和功能的實(shí)現(xiàn)。第18腳是連接10K的滑動(dòng)變阻器，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值大小改變屏幕的亮暗程度。6腳接地，表示串行輸入，低電平有效。若接高電平表示并行輸入，需將14腳接到單片機(jī)相應(yīng)位置以實(shí)現(xiàn)正常工作。LCD12864的芯片圖如圖3-8所示。圖3-7液晶顯示屏實(shí)物圖圖3-8LCD12864的芯片圖表3-2LCD12864功能列表管腳序號(hào)管腳名稱作用1BLK背光源負(fù)極2BLA背光源正極3NC空腳4RST復(fù)位，低電位有效5NC空腳6PSB并/串行接口選擇7DB7數(shù)據(jù)78DB6數(shù)據(jù)69DB5數(shù)據(jù)510DB4數(shù)據(jù)411DB3數(shù)據(jù)312DB2數(shù)據(jù)213DB1數(shù)據(jù)114DB0數(shù)據(jù)015E使能信號(hào)；時(shí)鐘16RW讀寫選擇信號(hào)；數(shù)據(jù)口17RS指令；片選信號(hào)18VOLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端19VDD接+5V電源20VSS接地3.5無(wú)線模塊在本設(shè)計(jì)中無(wú)線模塊選用的是由Nordic公司生產(chǎn)的NRF24L01，模塊介紹如下：內(nèi)含2.4GHz天線，體積大小多種多樣；2.4GHz全球開(kāi)放1SM頻段免許可證使用；有DIP封裝，2.54MM間距接口；有126頻道，滿足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信需要；低功耗1.9-3.6V工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)為22uA；與51系列單片機(jī)P0口連接時(shí)，需要加10K的上拉電阻，不需要與其余口相連；最高工作速率2Mbps,高效高斯頻移鍵控，抗干擾能力強(qiáng)。該模塊在電路中工作過(guò)程如下：1腳接地，8腳接電源，2腳接單片機(jī)P15,3腳接單片機(jī)P14，4腳接單片機(jī)P13，5腳接單片機(jī)P12，6腳接單片機(jī)P11，7腳接單片機(jī)P10，P10-P15是單片機(jī)對(duì)模塊進(jìn)行操作來(lái)傳輸發(fā)送的內(nèi)容。無(wú)線模塊的管腳列表如表3-3所示，其芯片圖如圖3-10所示。注意：VCC腳電壓范圍為1.9V-3.6V，最適電壓為3.3V。若超出范圍，芯片可能會(huì)損壞。除了VCC和GND管腳外，其他腳都連在單片機(jī)的某個(gè)管腳處，工作電壓為5V。收發(fā)模式的工作原理：收發(fā)模式有三種，分別為EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式、ShockBurst收發(fā)模式、直接收發(fā)模式。本設(shè)計(jì)采用的是EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式，在EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式下，數(shù)據(jù)進(jìn)入微控制器的速度很慢，但是發(fā)射速度很快，這樣可以節(jié)省能源，避免浪費(fèi)。所有高速傳輸?shù)男盘?hào)都在使用片內(nèi)進(jìn)行處理。當(dāng)收到數(shù)據(jù)后，無(wú)線傳輸模塊將字頭移除，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)再將其添加上。這樣可以降低實(shí)際的工作電流，減小對(duì)整個(gè)過(guò)程的影響。EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式的配置：EnhancedShockBurstTM收發(fā)模式的配置可以是無(wú)線模塊處理發(fā)射頻率的協(xié)議，完成配置后，在無(wú)線模塊工作期間將其中一個(gè)字節(jié)的信息改變即可完成發(fā)送與接收模式的轉(zhuǎn)換。表3-3無(wú)線模塊的管腳列表管腳序號(hào)管腳名稱作用1CE數(shù)字輸入2CSN數(shù)字輸入3SCK數(shù)字輸入4MOSI數(shù)字輸入5MISO數(shù)字輸出6IRQ數(shù)字輸出7VDD電源8VSS電源9XC2模擬輸出10XC1模擬輸入11VDD-PA電源輸出12ANT1天線13ANT2天線14VSS電源15VDD電源16IREP模擬輸入17VSS電源18VDD電源19DVDD電源輸出20VSS電源圖3-10無(wú)線模塊芯片圖

4軟件設(shè)計(jì)部分4.1平臺(tái)開(kāi)發(fā)介紹本設(shè)計(jì)的硬件電路已介紹完畢，接下來(lái)講解一下軟件開(kāi)發(fā)部分。軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用的是KeilC51軟件，用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫[3]。Keil軟件是一款兼容性系統(tǒng)[7]，并且可以內(nèi)含充大量的函數(shù)。這使得符號(hào)語(yǔ)言程序代碼順利轉(zhuǎn)化成目標(biāo)代碼的成功率非常高，所以它是最受歡迎的開(kāi)發(fā)單片機(jī)軟件的系統(tǒng)，尤其是開(kāi)發(fā)51系列單片機(jī)。單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建過(guò)程如下：（1）新建一個(gè)空文件夾并命名。新建一個(gè)工程將工程放到文件夾中，并將工程命名。選擇CPU型號(hào)創(chuàng)建完工程后，新建一個(gè)源程序文件。編寫程序（在書寫程序時(shí)需注意單片機(jī)頭文件，定義寄存器地址）保存已編寫好的程序，將程序命名并加擴(kuò)展名。在本設(shè)計(jì)中擴(kuò)展名為.c將創(chuàng)建好的源程序文件添加到工程中。下載HEX文件將所有步驟都操作好后，進(jìn)行保存及編譯。以下是餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)的程序編寫的界面，見(jiàn)圖4-1。圖4-1程序編寫界面4.2程序設(shè)計(jì)4.2.1主程序設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，本設(shè)計(jì)的硬件部分分為兩部分，一部分為客戶端，另一部分為后廚端?？蛻舳顺绦蛄鞒虉D如圖4-2所示，后廚端程序流程圖如圖4-3所示?？蛻舳斯ぷ髁鞒蹋菏紫葘RF24L01無(wú)線模塊、LCD12864液晶顯示模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、按鍵模塊進(jìn)行系統(tǒng)初始化，掃描按鍵模塊程序并將NRF24L01無(wú)線模塊設(shè)置為發(fā)送模式，接下來(lái)進(jìn)行判斷，是否已完成點(diǎn)菜全過(guò)程。若已成功完成，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸；反之，則要進(jìn)行按鍵操作，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。已經(jīng)傳輸成功的數(shù)據(jù)將會(huì)被播報(bào)出來(lái)，并在LCD12864液晶顯示屏上顯示。后廚端工作流程：首先將NRF24L01無(wú)線模塊、LCD12864液晶顯示模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊進(jìn)行系統(tǒng)初始化，將NRF24L01無(wú)線模塊設(shè)置為接收模式，將客戶端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)順利地接收到，后廚人員可以看見(jiàn)菜品名字后進(jìn)行制作。制作完成后按下按鍵傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)客戶端將收到取餐提醒，并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。圖4-2客戶端程序流程圖圖4-3后廚端程序流程圖 4.2.2液晶顯示模塊流程圖首先在正式操作前進(jìn)行LCD12864液晶顯示模塊的初始化，以確保信息不被覆蓋，獲得準(zhǔn)確信息。分析并掃描屏幕內(nèi)容，最后經(jīng)過(guò)一系列的處理得到顯示的內(nèi)容。液晶顯示流程如圖4-4所示。圖4-4液晶顯示流程圖4.2.3中斷流程圖本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為核心控制，其中斷類型為定時(shí)器中斷，由單片機(jī)內(nèi)定時(shí)器提供。中斷源為T0（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷）及T1（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷）。而本系統(tǒng)選用的是外部中斷1即T1，TMOD|=0x20,即TMOD=0x20或TMOD=TMOD，此為賦初值。中斷流程如圖4-5所示：（1）選出定時(shí)器種類進(jìn)行TMOD初賦值打開(kāi)中斷當(dāng)達(dá)到中斷條件后，進(jìn)入中斷流程中。圖4-5中斷流程圖本課題設(shè)計(jì)的是一款餐館遠(yuǎn)程自助點(diǎn)菜機(jī)，是以STC89C52單片機(jī)為主要器件的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可以無(wú)線傳輸、遠(yuǎn)程操控，十分便捷。本設(shè)計(jì)由軟件和硬件聯(lián)合調(diào)試使得功能展現(xiàn)出來(lái)。主機(jī)端（即客戶端）和從機(jī)端（即后廚端）是硬件組成的兩大部分。硬件部分：主機(jī)端是由電源、鍵盤模塊、NRF24L01無(wú)線模塊構(gòu)成。從機(jī)端是由NRF24L01無(wú)線模塊、電源、LCD12864液晶顯示模塊組成的。以STC89C52最小系統(tǒng)作為主控，通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行控制來(lái)達(dá)到理想效果。主機(jī)接收到按鍵給出的信號(hào)后，由電源模塊組成的電路提供電能，通過(guò)無(wú)線模塊將信號(hào)傳遞給從機(jī)。當(dāng)單片機(jī)處理信號(hào)后，會(huì)將其準(zhǔn)確地播報(bào)出信息并在LCD12864上進(jìn)行信息顯示。軟件部分：用C語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫，使其驅(qū)動(dòng)硬件工作，進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)程點(diǎn)菜，可以在LCD12864液晶顯示屏上準(zhǔn)確地顯示出已確定的餐桌號(hào)碼所選菜品及其總價(jià)格，并將菜品信息完整無(wú)誤地發(fā)送到后廚端并進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，以實(shí)現(xiàn)客戶端與后廚端的互相傳輸通信。此外，還可以進(jìn)行菜肴地變更及催單功能。雖然系統(tǒng)能將所有的功能呈現(xiàn)出來(lái)，但還是存在小小的瑕疵。因?yàn)閭鬏斁嚯x的限制，本設(shè)計(jì)只適用于小型餐館，無(wú)法應(yīng)用到大型餐廳。[1]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)（第3版）[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2007.[2]林麗巧.