基于qt嵌入式银行排队系统的设计与实现(编辑修改稿)

基于qt嵌入式银行排队系统的设计与实现(编辑修改稿)内容摘要：

串行通信数据通常是在二个站 (点对点 )之间进行传送，按照数据流的方向可 分成三种传送模式 :单工、半双工、全双工。 单工形式的数据仅能沿着单一的方向传播。 半双工形式使用同一根传输线，即 可发送数据又可接收数据，但不能同时发送和接收，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。 全双工形式的数据分别由两根在两个不同的站点同时发送和接收的传输线进行传送，通行双方都 能在同一时刻进行发送和接收操作。 (2)串行通信方式 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 12 串行通信在信息格式的约定上可以分为两种方式 :同步通信和异步通信。 在同步通信中，数据或字符开始处是用一个同步字符来指示的 (常约定为 1~2 个 )，以实现发送端和接收端同步。 一旦检测到约定同步字符，下面就连续、顺序地发送和接收数据。 同步传送格式如图所示。 该方式要求接收和发送时钟严格保持同步，在通信时通常要求有同步时钟信号 串行通信总线接口标准： 为了方便的把计算机和各种外部设备等有机的连接起来，通常采用标准接口，即明确定义若干信号线，使电路接口通用化并符合统 一的标准。 目前异步串行通信接口标准有很多，主要包扩 RS232C,RS232ERS449(RS422,RS423,RS485)、 20mA 电流环、 USB 通用接口。 目前银行系统中采用的串口标准通常都是 RS232 和 RS484。 RS232 又称单端、非平衡线路，一个非平衡接口拥有多个连接在一起的接地线，在 RS232 线路中 ,接收器对一个被所有信号使用的通用地址线和信号电压的电压差作出响应。 不同于 RS232， RS485 使用的是平衡线路，能够进行远距离的数据传输。 在 RS485 中， 为每个信号分配了专用的导线对，其中一根导线上的电压等于另一根导线上的电压取补，或者取反，接收器对导线上的电压差作出相应的反映。 采用平衡线路的 RS485 线路除了对噪声具有免疫功能之外，还可以在一定限度之内不受接收器和驱动器之间的接地电势差异的影响。 本系统中 CPU 卡读卡器和柜员机之间使用 RS485 串口进行通信，平衡连线不考虑不一致的接地电势，接收器只检测两个传输信号之间的差异，而在非平衡线路中，受电视差异影响，接收器可能会误读入一个输入。 硬件整体设计 基于 S3C2440 微处理的排队服 务器主机介绍： 排队服务主控模块选用 Samsung公司的微处理器 S3C2440作为主控芯片，存储器部分有 SDRAM、 NOR Flash、 NAND Flash 等，外设有按键输入、串行通信RS232 模块与 RS485 模块，语音驱动模块，微型打印机驱动模块等。 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 13 (l)ARM 与 S3C2440 微处理器 ARM (AdvancedRJSCMachine)公司是一家专门从事芯片 IP设计与授权业务的英国公司，其产品有 ARM 内核以及外围接口。 ARM 内核是一种 32位嵌入式 RISC微处理器，具有功耗低、性价比高和代码密度高等特 点。 目前， ARM微处理器主要包括以下几个系列， ARM7系列、 ARM9系列、 ARM9E系列、 ARM10E 系列、 Intel 的 StrongARM 和 Xseale 等。 其中， ARM ARM ARM9E和 ARM10E 为四个通用处理器，每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。 如 ARM7 系列适用于工业控制、网络设备、移动电话等应用。 ARM ARM9E 和 ARM10E 系列则更适合无线设备、消费类电子产品的设计。 S3C2440 是 Samsung 公司基于 ARM920T 设计的一款处理器，主频最大可达400MHz。 扩展总线最大频率 100MHz；存储控制器 (八个存储体 )，四通道 PWM 定时器和一通道内部定时器看门狗定时器； 130 个通用 I/O 接口和 24 通道外部中断源。 RTC；三通道 UART， ，可以基于 DMA 直接内存访问模式或中断模式工作；四个 DMA 通道 (支持外设 DMA)。 8 通道 10bitADC 和触摸屏接口；支持 SIN与 TFTLCD控制器。 1通道 115一 BUS音频编解码器接口。 AC97解码器接口。 三个 USB 口； IICBus 接口。 两个串行外围接口 (SPI)； SD卡接口；功耗控制模式：具有普通，慢速，空闲和掉电模式。 (2)串口通信模块设计 S3C2440 有 3 个通道的 UART，每个通道都具有内部 64 字节的发送 FIFO 和64字节的接收 FIFO。 将这三个异步串口 UART通过相应的电平转换芯片连接外设。 本文对这三个 UART 做如下分配： UART0 口外接微型热敏打印机； UART1 和 UART2口分别外接智能呼叫终端网络和 LED 显示屏网络。 (3)语音模块电路 智能呼叫终端 (以下简称呼叫终端 )主要由主控芯片 MCU(AT89C2051)、看门狗芯片 (DS1232)、半双工电平转换芯片 (SN75LBC184)、串行移位寄存器 (HEF4094)以及 8 段 LED 数码管和多功能按键构成。 串口用于接收从排队主机服务器发来的太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 14 数据包， LED 数码管分别用来显示正在服务号和最大等待号。 呼叫终端原理图参见图 1。 图 硬件整体构建： 系统硬件由服务器 PC、主控制器、语音控制器、打印机、分线器、呼叫器、LED 窗口显示屏和 CPU 卡读卡器等设备构成。 系统各硬件通信主要采用异步串口通信方式实现数据传输。 分线器与每个呼叫器采用 RS485 标准，半双工通信；呼叫器与 LED 窗口显示屏采用 RS232 标准，单工通信。 1. 服务器 服务器 PC 主要负责储存和管理所有的系统相关数据，响应各柜员通过呼叫器查询读取修改数据等请求，管理员可在服务器 PC 上进行参数设置等操作。 服务器 PC 内装主控制器，它控制打印机、 LED 窗口显示屏、语音控制器、呼叫器等设备，实行自动化操作。 可根据不同需要灵活调节系统功能。 服务器 PC 安装在银行营业厅入口处，其内部设有电子控制系统，并配置马达与齿轮，以带动纸票，服务器 PC 的触摸显示屏上有银行相应的业务按钮，按下按钮，打印机将自 动打印号票，并将号票送出给客户。 2. 主控制器 AT89C2051 UART0 接口 看门狗电路 按键 时钟电路 RS485 电平转换 串行移位寄存器 8 段 LED数码管 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 15 主控制器负责连接 CPU 卡读卡器、打印机、语音控制器，并通过分线器连接呼叫器和 LED 窗口显示屏。 3. 分线器 分线器主要负责呼叫器、 LED 窗口显示屏与主控制器进行通讯。 4 . LED 窗口显示屏 该显示屏安置在营业厅每个窗口上，带有闪烁显示，显示操作员当前正在办理或是正在呼叫的号码，以提醒顾客到该柜台办理相关业务。 图 呼叫器设计与实现 呼叫器主要具有取号、呼号、 LCD 显示、按键查询等功能，并与主控制器和LED 窗口显示屏进行通讯。 与主控制器采用 RS485 协议 9600BPS 的波特率通太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 16 讯，通讯距离远，抗干扰强，系统稳定，与 LED 窗口显示屏采用 RS232 通讯协议。 呼叫器是本系统非常重要的组成部分，采用 78E52 微电脑芯片， LCD 液晶显示模块显示操作和工作内容，采用 09 共 10 个数字按键和 5 个功能键经过组合完成多种功能，操作方便。 呼叫器功能： 呼叫器具有呼叫、重呼、取消、指定呼叫、呼叫转移、时间和日期设置、随 时改变业务类型和呼叫机地址功能。 呼叫器还能够使用 LCD 液晶显模块显示操作和功能。 它采用 RS485 和 RS232 双通讯口，以 9600BP 的波特率通讯，并提供操作声音提示和 DC12V 供电。 呼叫器实现： 在 Linux 下，音频设备程序的实现与文件系统的操作密切相关。 通过内核提供的一组系统调用，应用程序能够直接访问声卡驱动程序提供的各种音频设备接口。 音频编程文件实际上就是一组音频设备文件，通过它们可以向声卡写入或读出数据，并且可以对声卡进行控制，设置采样频率和声道数目等。 主控制器设计与实现 主控制器是本系统的心脏，连接 CPU 卡读卡器、打印机、语音控制器，并通 过分线器连接呼叫器和 LED 窗口显示屏。 主控制器功能： 主控制器负责将各硬件设备与服务器 PC 相连，并控制其数据通信。 在主控制器中有一个 POLLING 程序， POLLING 子程序用来依次对每个呼叫器进行轮流检测，以确定是否要呼叫、转移等，如果有则进行相应处理，如果没有则对下一个呼叫器进行查询，然后将处理数据传送给相应呼叫器，并将相应数据显示在 LED 窗口显示屏上，另外主控制器还负责将数据传输给打印机和语音控制器。 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 17 主控制器设计： 主控制器与呼叫器采用 RS485 通讯，与打印机、 CPU 卡读卡 器采用 RS232 通讯协议，与液晶采用并口通讯，与存储器采用 IIC 通讯协议，采用总线集中供电（ DC+15）防止过流过压保护，采用硬件看门狗防止程序跑飞，其硬件组成如下： 1. 芯片 78E52B 功能：整个系统的控制中心，完成管理系统的取号、发号、打印、并驱动显示、与呼叫器通信、语音提示和数据存储等功能。 2. 语音芯片 1420P 功能：当呼叫器要求取一个号，或要求进行重呼时，主控制器则控制语音芯片进行语音呼叫。 3. 24C256 功能：对排队机中用到的数据进行存储。 比如所排的号及时间、取出的号 及时间，以及所转移的号。 4 液晶显示器 功能：显示当前的时间及取号的提示信息；如果到了下班时间，则显示停止取号的提示信息。 第 5 章 系统构建与移植 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 18 排队服务器主机软件设计 基于 S3C2440 的 Linux 系统移植： (1)嵌入式 Linux 特点 Linux 从最开始就是一个开放的系统，并且始终遵循着源代码开放的原则，它是一个成熟而稳定的网络操作系统，作为嵌入式操作系统有如下优势 : ①低成本开发系统。 Linux 的源码开放性允许任何人可以获取并修改 Linux的源码，这也提高了开发产品的效率。 ②应用于 多种硬件平台。 Linux 可支持多种处理器架构，并且已被移植到多种硬件平台。 Linux 采用一个统一的框架对硬件进行管理，同时从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关。 ③定制的内核。 Linux 具有独特的内核模块机制，可以根据嵌入式设备的个性需要量体裁衣，将某些模块插入到内核或者从内核中移走。 ④性能优异。 Linux 系统内核精简、高效和稳定，能够充分发挥硬件的功能，对比其他操作系统，它占用资源更少，运行更加稳定，速度更快。 ⑤良好的网络支持。 Linux 的内核结构在网络方面是非常完整的，提供了对包括十兆 位、百兆位以及千兆位的以太网，还有无线网络和光纤等的支持，这对越来越依赖于网络的嵌入式设备来说无疑是很好的选择。 (2)基于 S3C2440 的 Linux 系统移植 基于 S3C2440 的 Linux 系统移植技术比较成熟，只需做好以下几个工作 : ①在宿主机 (即 PC 机 )上搭建交叉编译开发环境，完成安装交叉编译器并进行相应的配置。 ②设计并实现系统启动的引导程序 Boot loader，为最终调用系统内核做好准备。 ③配置、编译 Linux 内核并进行移植。 太原科技大学华科学院毕业论文（论文） 19 ④加载现有文件系统到目标板上。 内核移植 配置 内核参数 进入 内。