1  问题的提出

排队叫号系统是利用现代网络通信技术和计算机信息管理技术来代替传统排队的系统，从本质上改善传统排队管理所存在的一些拥挤、嘈杂、混乱现象，避免各种不必要的纠纷，减轻了工作人员的工作压力，提高了服务质量和工作效率。通过使用排队系统，由传统的客户站立排队变为取票进队、排队等待、叫号服务，由传统物理的多个队列变为一个逻辑的队列，使先来先服务的思想得到更好的贯彻，不仅优化了服务和工作环境，而且使客户和工作人员的情绪得以放松，提高了服务效率和质量，有利于树立服务部门的良好形象，有利于提高服务机构的经济效益和社会效益，更有利于营造良好社会公共秩序、创造和谐的社会环境。

目前，排队机在银行、医疗、工商、税务等公共场合使用中开始流行。大多数的系统都采用51单片机+外扩RAM+外扩FLASH存储器+语音芯片+外扩接口芯片构成核心控制电路，这些器件不仅接口电路复杂，体积较大，且比较昂贵。LPC2134是NXP公司（原Philip半导体）推出的一款QFP64封装的32位处理器，可满足排队管理机设计要求，简化系统硬件电路，减小布板空间，同时提高系统性能价格比。

    另外该处理器带modem驱动接口，可满足系统整机联网控制，便于整个银行系统分析和统计人员根据需求状况作出管理安排和调度。整体系统联网框图1如下：

  图1  整体系统联网图

2   LPC2134主要功能特性简介

 LPC2134微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU，超小LQFP64封装，并带有128kBB嵌入的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。 较小的封装和很低的功耗使LPC2131/2132/2134/2136/2138特别适用于访问控制和POS机等小型应用中；由于内置了宽范围的串行通信接口和16k的片内SRAM，128位宽度接口/加速器可实现高达60MHz工作频率。它们也非常适合于通信网关、协议转换器、软件modem、语音识别、低端成像，为这些应用提供大规模的缓冲区和强大的处理功能。多个32位定时器、2个8路10位的A/D转换器，共提供16路模拟输入， 每个通道的转换时间低至2.44us。1个10位的D/A转换器，可产生不同的模拟输出。2个32位定时器/外部事件计数器(带4路捕获和4路比较通道)、PWM单元(6路输出)和看门狗、47个GPIO以及多达9个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制应用以及医疗系统。

LPC2134 通过片内boot装载程序实现在系统编程/在应用编程(ISP/IAP)。单个Flash扇区或整片擦除时间为400ms。256字节行编程时间为1ms。

低功耗实时时钟具有独立的电源和特定的32kHz时钟输入。

多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、2个高速I²C总线(400 kbit/s)、SPI和具有缓冲作用和数据长度可变功能的SSP。

其向量中断控制器可配置优先级和向量地址。

小型的LQFP64封装上包含多达47个通用I/O口(可承受5V电压)。

多达9个边沿或电平触发的外部中断管脚。

通过片内PLL(100us的设置时间)可实现最大为60MHz的 CPU操作频率。

片内集成振荡器与外部晶体的操作频率范围为1～30 MHz，与外部振荡器的操作频率范围高达50MHz。

低功耗模式：空闲和掉电。

可通过个别使能/禁止外部功能和外围时钟分频来优化功耗。

通过外部中断或BOD将处理器从掉电模式中唤醒。

单电源，具有上电复位(POR)和掉电检测(BOD)电路：

CPU操作电压范围：3.0~3.6 V (3.3 V±10%)，I/O口可承受5V的电压。

以上特性使得他们特别适用于工业领域应用中。LPC2134芯片封装图如图2所示。

图2  LPC2134芯片封装图

3  硬件电路设计

硬件电路排队管理机器部分主要由语音部分，触摸屏部分，Modem接口部分，打印机部分，485接口部分,公共网络接口部分组成（管理机功能图如图3）。从机部分主要由485接口部分，数码点阵显示部分，按键矩阵部分组成。设计中采用自带10位DA，免去了专用语音电路芯片（从机功能图如图4）。

                                图3  管理机功能图

触摸屏部分采用触摸屏控制器ADS7846。采用4线制的电阻网络，利用SPI接口控制，十分方便。打印部分采用LPC2134通用的GPIO口来控制针式打印口DB-25。不象51系统需要外扩接口芯片如8255来做I/O口扩展。同时485部分是通用的接口，可一件兼容以前采用485总线方式的从机，不需要重新布线。

     图4  从机功能图

    当操作人员按下按键，LPC2101向485网络发送获取管理机等待列表客户信息，然后调用数码点阵显示程序，刷新显示。同时通过485网络发送语音提示数据信息，告知管理机语音提示客户到相应的服务台进行业务办理。

4   软件设计

4．1  管理机部分

软件流程图如图5

图5 管理机软件流程图

系统主机读取ADS7864触摸屏控制芯片状态，判断是否有触摸按键按下，如果有按键按下，则确定当前客户业务类型，调用打印驱动程序，开始打印等候单。然后将等候人员号码数加1，同时向所属分机发送等待号码人员业务信息和号码。如果有触摸屏又有新的按键按下，则继续上一个步骤。

4．2  从机部分

软件流程图如图6所示。

图6  从机软件流程图

    按键接收到工作台人员的按键，则读取系统当前等待列表中业务人员信息和号码，同时向管理机发送开始语音广播提示数据，并在数码点阵上刷新显示。如果没有按键按下，则继续等待按键按下。

5  结束语

    通过采用NXP（原Philip半导体）高性能，高集成度，高性价比的32位ARM内核处理器LPC2134，在管理机部分不用扩展RAM和语音电路，在从机部分设计时 不用扩展I/O接口电路，大大降低了系统设计复杂性以及系统设计的成本。在实际使用中设计2台管理机，40台从机，经过长时间的运行，证明该方案是可靠和实用的，在银行、医疗系统都有一定的推广价值。根据对当前的市场调研和实验分析，该项目投入一年内经济效益可达100万元以上，是电子产品制造企业一个很好的投资方向。

参考文献

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