摘 要： 針對(duì)無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)中呼叫先后排序、多呼叫同時(shí)顯示等問(wèn)題，提出采用隊(duì)列為核心思想的低成本嵌入式無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件電路功能完善，創(chuàng)新程序設(shè)計(jì)，按呼叫順序存儲(chǔ)每個(gè)呼叫的號(hào)碼形成隊(duì)列，不漏過(guò)一個(gè)請(qǐng)求，依次序響應(yīng)呼叫，以體現(xiàn)人性化及提高服務(wù)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞： 無(wú)線(xiàn)；嵌入式；隊(duì)列；人性化
無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于服務(wù)行業(yè)中(如賓館、飯店、酒吧、咖啡廳、醫(yī)院等)，服務(wù)人員可以同時(shí)為眾多個(gè)房間、服務(wù)對(duì)象提供服務(wù)。但如何解決先后呼叫的響應(yīng)，按呼叫時(shí)間的先后顯示多個(gè)呼叫號(hào)碼，提高工作效率方面還有待提高。本文介紹的呼叫系統(tǒng)，為了盡量降低成本，只有收、發(fā)和提示等模塊，但設(shè)計(jì)電路功能完備，程序設(shè)計(jì)獨(dú)特，充分考慮呼叫的先后順序，在收端存下接收的號(hào)碼形成一個(gè)有序的隊(duì)列，顯示時(shí)按先后順序顯示，讓服務(wù)人員依次響應(yīng)，以提升服務(wù)水平與服務(wù)對(duì)象滿(mǎn)意度。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)由發(fā)射、接收、提示三部分組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。
1.1 發(fā)射與接收
發(fā)射與接收選用CC1100模塊。發(fā)射部分因整體較小，單片機(jī)采用體積小、價(jià)格低的AT89C2051。接收部分采用性能可靠、價(jià)格低、程序設(shè)計(jì)成熟的MCS51單片機(jī)[1]。用于存儲(chǔ)號(hào)碼的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM選用6264，它是一個(gè)很穩(wěn)定的存儲(chǔ)器。顯示芯片選用CH451，既方便又可以大量節(jié)約單片機(jī)資源，級(jí)聯(lián)使用來(lái)驅(qū)動(dòng)五排數(shù)碼管。
發(fā)射部分由用戶(hù)自己設(shè)定地址(同時(shí)也是呼叫的號(hào)碼)，可設(shè)為1~255(即最多255個(gè)呼叫器)，不設(shè)0號(hào)，0號(hào)在程序中作為比較號(hào)碼用。
1.2 無(wú)線(xiàn)傳輸
由于有眾多呼叫號(hào)碼，為避免碰撞，采用時(shí)分復(fù)用作為通信方式。此通信方式可靠性高、速度快，用在本系統(tǒng)中可方便快捷地傳輸數(shù)據(jù)。只需要把255個(gè)呼叫數(shù)據(jù)放入255個(gè)時(shí)隙中，CC1100模塊就能輕松地實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸。
2 硬件電路原理
硬件電路圖分別如圖2、圖3所示。
發(fā)射部分的撥碼開(kāi)關(guān)用來(lái)設(shè)定地址(即呼叫號(hào)碼)，從1~255；按鍵起呼叫作用，當(dāng)接收部分接收到呼叫的號(hào)碼時(shí)，會(huì)返回確認(rèn)信息，使LED燈亮。
接收部分的MCS51單片機(jī)用于控制，從CC1100接收到的號(hào)碼按順序存儲(chǔ)在6264存儲(chǔ)器中，從地址00H~FEH，依次存放成循環(huán)隊(duì)列。因?yàn)槌绦蛑杏斜容^呼叫號(hào)碼是否相同的設(shè)計(jì)，所以呼叫號(hào)碼會(huì)與原來(lái)存儲(chǔ)的號(hào)碼相比較，發(fā)現(xiàn)是重號(hào)時(shí)將其丟棄，這樣，號(hào)碼不會(huì)多存，而存下來(lái)的號(hào)碼都是按呼叫的先后順序存放的，顯示時(shí)也按隊(duì)列先后順序顯示，使服務(wù)人員能及時(shí)有序地依次為服務(wù)對(duì)象提供服務(wù)。
5個(gè)CH451顯示芯片級(jí)聯(lián)使用，驅(qū)動(dòng)五排數(shù)碼管，順序顯示先后呼叫的號(hào)碼。MCS51單片機(jī)的P1.0腳連確認(rèn)按鍵，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，第一排數(shù)碼管的號(hào)碼被清除，再將存在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的號(hào)碼清0，剩下的4排號(hào)碼前移，再?gòu)?264存儲(chǔ)器中讀一個(gè)號(hào)碼來(lái)顯示，當(dāng)沒(méi)有號(hào)碼時(shí)則不顯示；再有按鍵按下時(shí)再清除一個(gè)號(hào)碼，如此循環(huán)。
MCS51的P3.7口連蜂鳴器，當(dāng)接收到呼叫時(shí)，如果不是重號(hào)就鳴響提示。74LS373為地址鎖存器。
3 程序設(shè)計(jì)
由于程序流程較復(fù)雜，程序設(shè)計(jì)參考了參考文獻(xiàn)[2]中的某些觀點(diǎn)。
3.1 程序流程
主程序流程圖如圖4所示。主程序開(kāi)始后先判斷是否有應(yīng)答按鍵，如果有，則轉(zhuǎn)入顯示與移位子程序，沒(méi)有就檢查是否有呼叫，若沒(méi)有就跳回到判斷是否應(yīng)答，如此循環(huán)；當(dāng)有呼叫時(shí)，先比較呼叫號(hào)碼是否為0號(hào)(因?yàn)樵谙到y(tǒng)中0是做比較判斷的號(hào)碼)，是0號(hào)就要丟棄，如果不是0號(hào)，則蜂鳴提示，再與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器所存的號(hào)碼比較，判斷呼叫的號(hào)碼是否與存放的號(hào)碼相同，若相同則丟棄，不同則存在隊(duì)尾，如此循環(huán)構(gòu)成隊(duì)列。
當(dāng)呼叫的號(hào)碼不是重號(hào)，則送顯示。由于最多顯示5個(gè)號(hào)碼，所以設(shè)R1為顯示計(jì)數(shù)器，當(dāng)顯示的號(hào)碼多于5個(gè)時(shí)不再顯示。
顯示與移位子程序流程圖如圖5所示。調(diào)用顯示與移位子程序時(shí)先屏蔽呼叫中斷，以防止在子程序中有呼叫而改變R1的值產(chǎn)生混亂。判斷R1是否為0可以判斷外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是否還有號(hào)碼，沒(méi)有就不需顯示移位；若有號(hào)碼，就清除第一排顯示的號(hào)碼，同時(shí)將相應(yīng)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址中存儲(chǔ)的號(hào)碼清0。然后把下面的號(hào)碼上移，在顯示上移時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)讀取的存儲(chǔ)號(hào)碼為0，表明已到隊(duì)尾，則停止讀號(hào)碼，但需把顯示定位器R2減1，回到上一地址，同時(shí)R1減1，以便有新號(hào)碼時(shí)直接顯示；如果讀取的存儲(chǔ)號(hào)碼不為0，則循環(huán)5次，這樣就按呼叫順序顯示了號(hào)碼。
3.2 隊(duì)列的采用
隊(duì)列說(shuō)明如圖6所示。圖6(a)中間的箭頭表示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和循環(huán)方向，呼叫號(hào)碼就從地址00H開(kāi)始存放，依地址順序循環(huán)存儲(chǔ)；左邊箭頭表示隊(duì)尾指針R0的循環(huán)；右邊箭頭表示隊(duì)頭指針(同時(shí)也是顯示定位指針)R2的循環(huán)。圖6(b)表示當(dāng)存下一個(gè)號(hào)碼后隊(duì)尾指針R0將指向下一個(gè)地址，可見(jiàn)隊(duì)尾指針并不是指向隊(duì)尾，而是隊(duì)尾的下一位。圖6(c)表示當(dāng)有按鍵按下響應(yīng)時(shí)，將隊(duì)頭指針R2原來(lái)指向的地址數(shù)據(jù)清0，再指向隊(duì)頭，此時(shí)，顯示的號(hào)碼從這里開(kāi)始顯示。FFH處先置0可防止死循環(huán)。
3.3 主要程序編寫(xiě)
比較是否重號(hào)：設(shè)新呼叫的號(hào)碼存入30H。
MOV 31H，R0；保存R0
LOOP:DEC R0；地址減1
MOVX A，@R0；讀外部RAM數(shù)值
CJNE A，30H，NOTEQ1；新舊號(hào)碼比較
EQUAT1:CLR A；重號(hào)，丟棄
LJMP START1；返回到開(kāi)始
NOTEQ1:DEC R0；指向下一地址
MOVX A，@R0；讀外部RAM數(shù)值
CJNE A，#00H，NOTEQ2；與0比較
EQUAT2:MOV R0，31H；已到隊(duì)頭，返回R0值
MOV A，30H；把新呼叫的號(hào)碼給A
MOVX @R0，A； 存到外部RAM
AJMP NEXT； 進(jìn)行下一步
NOTEQ2:AJMP LOOP； 未到隊(duì)頭，繼續(xù)比較
NEXT:……
本文提出的隊(duì)列方法結(jié)合嵌入式微控制器應(yīng)用于呼叫系統(tǒng)中，很好地解決了多呼叫順序響應(yīng)、多號(hào)碼排序顯示的問(wèn)題。若要提升系統(tǒng)性能，可選用更好的嵌入式處理器。本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)適當(dāng)修改可應(yīng)用于類(lèi)似系統(tǒng)中，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1] HYDE R著.匯編語(yǔ)言編程藝術(shù)[M].陳曙暉，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2005.
[2] 王志英.嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社，2007.