1、一： 摘要 技术方案：基于 ARM 的无线的无纸化排队叫号系统 采用条形码扫描方式，利用带有条形码的可回收卡片代替打印纸票；采用工作在 ISM 频段的 UHF 收发模块 LSD-RFC1100C 实现前后台的数据传输。柜台点阵显示采用 P89LPC932 单片机控制，成本低廉。前后台无线数据传输控制器为集成 ARM7 内核的 LPC2132，可利用其富余的 RAM 和 I/O 引脚；采用工控机或 PC 机作为服务器，用于播放视频，语音报号及后台数据库。 主要内容： 无线数据传输的无纸化银行叫号系统是一个高可靠性、高效率的、节能 创新的银行叫号系统系统，它使用可回收的条形码卡片代替现在的打纸票的
2、方式，采用无线数据传输模块实现了工程布线的简洁和移动性，并且可以用成语、景点名称等代替单调的数字叫号，使之更加人性化。本设计着重介绍 LPC2132ARM 控制器利用SPI 串行总线控制无线传输模块实现柜台和 PC 机之间的无线数据传输过程，特别介绍了无线模块集成的 CC1100 芯片和 SPI 串行总线。实现了利用 ARM 控制器外界无线传输芯片实现无线数据传输。 二： 概述： 嵌入式系统 的 发展前景和意义： 嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。 嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术、计算机技术
3、和通信技术为基础，强调硬件和软件的协同性与整合性，并且其软件与硬件可裁剪，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等的要求。 通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力 ， 嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中 ；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性 。 因 此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。 嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路，这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算
4、机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。 随着信息化，智能化，网络化发展，嵌入式系统技术也将获得广阔发展空间。信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也地嵌入式生产厂商提出了新的挑战，从中 我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势； 、嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持。 、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、带宽的提高日益提高，使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功
5、能不再单一，结构更加复杂 、网络互联成为必然趋势。未来的嵌入式设备为了适应网络发展的要求，必然要求硬件上提供各种网络通信接口。 、精简系统内核，算法，降低功耗和软硬件成本。 、提供友好的多媒体人机界面。嵌入式设备 能与用户亲密接触，最重要的因素就是它能提供非常友好的用户界面 无线排队叫号系统诞生 背景： 随着科技的进步，运用于现实生活中的科技产品就变得更加的大众化起来。科技的进步使得我们的生活更加的简洁，方便，快捷。科技在现实中得到了更多的实现，我们在科技的支持下，生活变得更加的节省资源，更加的环保，更加的人性化。 排队叫号系统 先是 在发达国家的 有了 十分广泛 的应用 ，近年来开始流行于我
6、国的银行、医院、电信、领事馆、公安、税务及企事业服务机构。 随着这一技术的普及，逐渐解决了更多的行业问题。 系统完全模拟了人群排队全过程，通过取票进 队、排队等待及叫号服务等功能代替了人们站队的辛苦， 减少了人们一直等待的最大问题，减少了时间的浪费， 把顾客排队等待的烦恼变成一段难得的休闲时光，使客户拥有一个自由的空间和一份美好的心情。 无线 的无纸化 排队叫号系统诞生 目的： 现今的排队叫号系统几乎都是用打纸票的方式，造成资源的浪费以及对环境的污染，并且大厅的排队叫号机与柜台的显示系统的数据传输多为有线数据传输方式，增加了施工布线，移动性比较差。因此，无限的无纸化排队叫号系统的诞生就显得十分
7、的重要了。无线的无纸化排队叫号系统解决了纸张的浪费问题，避免了对环境的污染 ；同时减少了施工布线，增加了系统的灵活性和机动性。无线的无纸化排队叫号系统使得这一应用更加的方便与实用。无线的无纸化排队叫号系统是基于 ARM 无线数据传输的无纸化排队叫号系统，与传统的排队叫号系统相比，本系统不仅大大节省了打印纸票的成本，而且显得环保且节省资源，布线简洁，移动性强；更为人性化的是系统可以采用吉祥成语、地名等词语代替单调的数字叫号。这样的排队叫号系统就能更加的贴近我们的生活，让使用者更加的舒心，更加便捷，更加的人性化。 系统总体方案设计： 图一：无 线叫号系统总体框图 三：系统实现方案 1：柜台点阵显示
8、（单片机部分） 单片机部分主要负责显示点阵汉字，用 4 块 8*8 的点阵可构成一个 16*16 的点阵，用以显示汉字，柜台点阵可以显示 4 个汉字，总共条形码扫描扫描枪 柜台点阵显示 柜台点阵显 柜台点阵显 柜台点阵显 柜 台点阵显 柜台点阵显 柜台按键扫描 与 无 线 发 射ARM 控制器 无线发射 ARM控制器 PC 机 液晶显示与语音报号 用 16 块 8*8 点阵。控制器采用 NXP 的 P89LPC932 单片机，俩片74HC573 锁存 16 位的点阵行数据，通过 4 片 74HC154 选通 64 列的列， 74HC573 和 74HC154 的片选信号通过一片 74HC138
9、 进行控制，以节省单片机的引脚。通过 MAX3232 吧单片机的串口 TTL 电平转换 RS232 点平，通过 RS232 与无线控 制部分通信，因为柜台点阵只是接受点阵数据进行显示，故多个柜台点阵的单片机可同时通过地线和接收线的双两根线连接到无线控制部分。 ARM 部分（无线数据转发） ARM 部分主要负责无线数据的收发，柜台按键扫描，把按键的柜台号发送至 PC 机，以及向柜台点阵控制部分转发点阵数据 。无线控制部分要转发大量的点阵数据，并保留与 PC 端通信的有线方式。此时可利用 LPC2132 16KB 的 RAM 和富余的引脚，通过 SPI 方式与无线模块通信。无线模块采用集成 CC1
10、100 芯片的 LSD-RFC1100C。 PC 机部分 PC 机部分主要负责可 回收卡片的条形码扫描、语音报号、视频播放及发送点阵数据等总体协调作用。该部分采用 Delphi 语言，视频播放采用 TMediaPlayer 控件，数据库采用 ADO+Access 本地数据库，串口采用 MSCOMM 控件，配置文件采用 INI 文件，通过 RS232与无线控制部分进行数据交互。 四：硬件电路设计 系统硬件主要是 LPC2132控制器与 LSD-RFC1100C 模块的接口设计，先介绍 CC1100 芯片。 1： CC1100 是一种低成本真正单片的 UHF 收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主
11、要设定为在 315、 433、 868 和 915MHz 的 ISM（工业，科学和医学）和 SRD（短距离设备） 频率波段，也可以容易地设置为 300-348 MHz、 400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他频率。 RF收发器集成了一个高度可配置的调制解调器。这个调制解调器支持不同的调制格式，其数据传输率可达 500kbps。通过开启集成在调制解调器上的前向误差校正 选项，能使性能得到提升。 CC1100 为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬件支持。 CC1100 的主要操作参数和 64 位传输 /接收 FIFO（先进先出
12、堆栈）可通过 SPI 接口控制。在一个典型系统里， CC1100 和一 个微控制器及若干被动元件一起使用。 CC1100 基于 0.18微米 CMOS 晶体的 Chipcon 的 SmartRF 04 技术。 主要特性： 体积小（ QLP 44mm 封装， 20 脚） 真正的单片 UHF RF 收发器频率波段： 300-348 MHz、 400-464 MHz 和 800-928 MHz 高灵敏度（ 1.2kbps 下 -110dBm， 1数据包误差率） 可编程控制的数据传输率，可达 500kbps 较低的电流消耗（ RX 中 15.6mA， 2.4kbps， 433MHz） 可编程控制的输出
13、功率，对所有的支持频率可达 +10dBm 优秀的接收器选择性和模块化性能极少的外部元件：芯片内频率合成器，不需要外部滤波器或 RF转换 可编程控制的基带调制解调器理想的多路操作特性可控的数据包处理硬件 快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统 可选的带交错的前向误差校正单独的 64 字节 RX和 TX 数据 FIFO 高效的 SPI 接口：所有的寄存器能用一个 “ 突发 ” 转换器控制 数字 RSSI 输出与遵照 EN 300 220(欧洲 )和 FCC CFR47 Part 15 (美国 )标准的 系统相配 自动低功率 RX拉电路的电磁波激活功能许多强大的数字特征，使得使用廉价的微控制器就
14、能得到高性能的 RF系统集成模拟温度传感器自由引导的绿色数据包 对数据包导向系统的灵活支持：对同步词汇侦测的芯片支持，地址检查，灵活的数据包长度及自动 CRC处理可编程信道滤波带宽 OOK 和灵活的 ASK 整型支持2-FSK， GFSK 和 MSK 支持 自动频率补偿可用来调整频率合成器到接收中间频率 对数据的可选自动白化处理对现存通信协议的向后兼容的异步透明接收 /传输模式的支持可编程的载波感应指示器可编程前导质量指示器及在随机噪声下 改进的针对同步词汇侦测的保护 支持传输前自动清理信道访问（ CCA），即载波侦听系统支持每个数据包连接质量指示 引脚功能： 1： SCLK 数字输入 : S
15、O(GD01) 2： 数字输出 3：GDO2 数字输出 4:DVDD 功率（数字） 5： DCOUPL 功率（数字） : 6： GDO0(ATEST) 数字 I/O 7： CSn 数字输入 8： XOSC_Q1 模拟 I/O 9： AVDD 功率（模拟） 10： XOSC_Q2 模拟 I/O 11： AVDD 功率（模拟） 12： RF_P RF I/O 13： AVDD RF I/O 14/15： AVDD 功率（模拟） 16/19： GND 地 (模拟 ) 17： RBIAS 模拟 I/O 18： DGUARD 功率（数字） 20： SI 数字输入 2：接口电路 对于市场上的大多数的集成
16、CC1100 的模块，其内部电路图均相差无几。将 CC1100 芯片的低频引脚全部引出后（主要包括 SPI 接口），单片机用户和其他用户即可通过 SPI 接口对 CC1100 的寄存器进行设置及状态 的检测。此时也可以使用普通的 I/O 口模拟 SPI 。 无纸化较好系统的无线数据传输部分工作在 443MHZ 频率范围内。对于 工作在 315/433MHz 频段下的典型应用电路如图二。 LSD-RFC1100C 中 CC1100 的引脚具体功能说明： （ 1） VDD 脚，接电压范围 为 1.9-3.6V，若超过 3.6V 将会烧毁模块。推荐电压为 3.3V 左右。 （ 2） 除电源 VDD
17、和接地端，其余脚均可直接和普通的 5V单片机 IO 口直接相连，无需电平转换。当然，对 3V左右的单片机更加适用。 （ 3） 硬件上没有 SPI 的单片机也可以控制本模块，用普通单 片机 IO 口模拟 SPI 不需要单片机真正的串口介入，图二 只需要普通的单片机 IO 口即可，当然，使用串口也可。 （ 4） GND 脚为接地脚，需要和母板逻辑地连接起来。 （ 5） 排针间距为 100mil，标准 DIP 插针。 （ 6） SI 数字输入，连续配置接口，数据输入。 （ 7） SCLK 数字输入，连续配置接口，时钟输入。 （ 8） CSN 数字输入，连续配置接口，芯片选择。 （ 9） SO（ GD
18、O1）数字输出，当 CSN 为高时为可选的一般数据输出脚。 （ 10） GDO2 数字输出，一般用途的数字输出脚：测试信号，FIFO 状态信号时钟输出，从 XOSC 向下分割并连续输入 TX 数据。 （ 11） GOD1 数字输出 ，一般用途的数字输出脚：测试信号，FIFO 状态信号，时钟输出，从 XOSC 向下分割并连续输入 TX 数据，用作原型 /产品测试的模拟测试 I/O。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 7 - N o v - 2 0 1 2 S h e e
19、 t o f F i l e : C : U s e r s A d m i n i s t r a t o r D e s k t o p 光盘内容 第 11 章 无纸化排队叫号系统 电路图 柜台内无线 . d d bD r a w n B y :1 1 .0 5 9 2 M H ZC R Y S T A L C 0 23 3 PC 0 13 3 PP 0 .2 1 / A D 1 . 61P 0 .2 22R T X C 13P 1 .1 94R T X C 25V s s6V D D A7P 1 .1 88P 0 .2 5 / A D 0 . 4 / A O U T9P 0 .2 6 /
20、 A D 0 . 510P 0 .2 7 / A D 0 . 011P 1 .1 712P 0 .2 8 / A D 0 . 113p 0 .2 9 / A D 0 . 214P 0 .3 0 / A D 0 . 315P 1 .1 616P1.27/TDO64Vref63XTAL162XTAL261P1.28/TDI60Vssa59P0.2358RESET57P1.29/TCK56P0.20/SSEL155P0.1954P0.1853P1.30/TMS52VDD51Vss50Vbat49P 1 .2 048P 0 .1 6 / E I N T 046P 0 .1 5 / R 1 1 / A
21、D 1 . 545P 1 .2 144V D D43V s s42P 0 .1 4 / E I N T 141P 1 .2 2 / P I P E S T A T 140P 0 .1 3 / D T R 1 / A D 1 . 439P 0 .1 2 / D S R 1 / A D 1 . 338P 0 .1 1 / C T S 1 / S C L 137P 1 .2 336P 0 .1 0 / R T S 1 / A D 1 .235P 0 .9 / R X D 134P 0 .1 7 / S C K 147P 0 .8 / T X D 1 / A D 1 .133P0.3117P0.0/T
22、XD019P1.31/TRST20P0.1/RXD021VDD23P0.2/SCL022P1.26/RTCK24Vss25P0.3/SDA026P0.4/SCLK0/AD0.627P1.25/EXTIN028P0.529 P0.630P0.731P1.2432Vss18U1L P C 2 1 3 2TDOTDIV C CV C C16 12 36 415 514 1113 127 108 9U5M A X 3 2 3 2C 1 41 0 4C 1 31 0 4C 1 51 0 4C 1 61 0 4T X D 0R X D 0V C CP C _ T X D 1P C _ R X D 1V C
23、 CD 0 11 N 4 1 0 8C 0 61 0 4IN3O U T2GND1U3S P X 1 1 7 - 3 . 3C 0 81 0 4E21 0 uV C CE34 7 0 uF /1 6 VC 1 01 0 4+ 1 2 VC 1 71 0 4C 1 81 0 4V C CC 1 91 0 4C 2 01 0 4C 2 11 0 4V C CG N D1/ R E S E T2V C C3U4C A T 8 0 9 RR 1 81 0 2R 1 71 0 4C 1 21 0 4n R S T1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 20U6J T
24、 A GV C C V C Cn T R S TT D IT M ST C KR T C KT D OR 1 94 7 2J T A G 插座C 2 91 0 4E44 7 0 uF /2 5 VC 1 11 0 4+ 1 2 VG N DIN3O U T2GND1U2S P X 1 1 7 - 5 . 0T X D 1R X D 1162738495J _ D B 1D B 9P C _ R X D 0P C _ T X D 0TXD0RXD0T X D 1R X D 1P C _ R X D 1P C _ T X D 1SOC L KV C CCSCLK12345678J _ K E YC
25、 O N 8V C CK E Y 1K E Y 2K E Y 3K E Y 4K E Y 5K E Y 6K E Y 7K E Y 811223344556677889910101111121213131414J _ 7 4 0 8D M 7 4 0 8R 1 31 0 KR 1 41 0 KR 1 51 0 KR 1 61 0 KK E Y 1K E Y 2K E Y 3K E Y 4K E Y 5K E Y 6K E Y 7K E Y 8K E Y 1K E Y 21 & 2K E Y 3K E Y 43 & 43 & 41 & 2K E Y _ I N TV C CnRSTTMSTCKn
26、TRSTRTCKI S P1 23 45 67 89 1011 12J _ W XH E A D E R 6 X 2SIR 0 71 0 KV C C12J _ 1 2 VC O N 2V C CS W 1S W 2S W 1S W 21A2KL E D 1L E D1A2KL E D 2L E DL E D 3L E DL E D 4L E DR 2 13 0 1R 2 23 0 1R 2 33 0 1R 2 43 0 1V C CL E D 1L E D 2L E D 3L E D 4L E D 1L E D 2L E D 3L E D 4K E Y _ I N TR 2 51 0 KV
27、C CD 0 0D I O D EL E D _ P W RL E DR _ P W R3 0 1162738495J _ D B 0D B 9P C _ R X D 0P C _ T X D 01234J _ S WC O N 4V C CSO SICSG D O 0G D O 2G D O 0G D O 2图三 最终通过 HEADER 与 LCP2132 连接的系统图如图三所示， CLK与 P0.4 引脚相连， P0.4 是 SPIO 的 SCK0； SI 与 MCU 的 P0. 6 引脚相连， P0.6 是 SPIO 的 MOSI； SO 与 MCU 的 P0.5 引脚相连， P0.5是
28、 SPIO 的 MOSI； CS 是 CC1100 芯片的片选引脚，与 GPIO 相连即可，也可与 P0.13 相 连； GDO0 作为 CC1100 的中断引脚，需要与具有中断功能的引脚相连，此时可与 P0.16 相连，此引脚可配置为外部中断 EINT0。 GDO2 与 P0.15 相连，在本系统中此引脚未用到。无纸化银行叫号系统的 ARM 控制部分系统原理图如图三所示。 LPC2132 对 模 块 的 控 制 采 用 的 是 SPI 串 行 总 线 ，SPI(SerialPerripheralInterface)是一种串行同步通信协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通信，
