高 波

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽，712000）

1 計費系統(tǒng)設(shè)計的必要性

在計算機與網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的今天，計算機應(yīng)用變得非常普及，社會變得越來越信息化，信息系統(tǒng)化變得尤為重要。而現(xiàn)如今體育館的純?nèi)斯げ僮魇召M業(yè)務(wù)其缺點是顯而易見的，如以下缺陷：一、人工操作比系統(tǒng)操作出錯率高，體育場館收費業(yè)務(wù)非常繁瑣，稍有不慎就可能造成無法挽回的損失；二、收費速度慢，人工操作顯得效率極低，可能出現(xiàn)排隊等候的狀況,浪費大家的時間；三、消費者很難形成固定的群體；四、消費者的消費信息不能及時的統(tǒng)計等等。所以，現(xiàn)如今研究一款效率高、精確度高、出錯率低的體育計費系統(tǒng)是必不可少的。

體育場館電子計費系統(tǒng)的實現(xiàn)，將使以后消費者只需要用IC卡到體育場，系統(tǒng)根據(jù)消費者進(jìn)入的時間長短計費，檢票機自動扣除IC卡中的金額并且顯示出余額，并將此次交易記錄在機器中。體育館收費系統(tǒng)的完善能夠為用戶提供快捷便利的操作手段，大大方便人們的生活。

2 對電子計費系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

硬件電路的設(shè)計分為三部分：主功能模塊的設(shè)計；IC卡讀寫模塊的設(shè)計；液晶顯示、 時鐘模塊及以語音播報模塊的設(shè)計。

2.1.1 主功能模塊的實現(xiàn)

該電子計費系統(tǒng)采用PIC系列單片機做主芯片，PIC單片機是系統(tǒng)的核心，用它實現(xiàn)進(jìn)門、出門以及計費的功能，此系統(tǒng)采用DIP40封裝的PIC16F877單片機作為CPU,這款芯片具有功能強大、方便好用的優(yōu)良特點。PIC16F877單片機具有FLASH程序存儲器的8位COMS，它是一種高速、低功耗及功能齊全的微處理芯片。PIC16F877內(nèi)部包括：FLASH、ROM、RAM、EEPROM、I/O端口、A/D轉(zhuǎn)換器、捕捉器/比較器/PWM等。數(shù)據(jù)存儲器集成在PIC16F877單片機內(nèi)部，他通過片內(nèi)的8位總線與算術(shù)邏輯單元ALU連接，可以直接通過內(nèi)部總線傳送信息，以寄存器方式工作和尋址。計費系統(tǒng)由PIC16F877單片機與TG12864液晶模組相配合完成，實現(xiàn)體育場館電子計費功能。該系統(tǒng)的功能方框圖如圖一：

圖1 系統(tǒng)功能框圖

該主功能模塊則主要包括兩方面的功能：

1）信號的啟動及使能功能

當(dāng)消費者進(jìn)入體育場時，首先將IC卡片插入讀卡槽中，按下啟動按鈕。系統(tǒng)將截取它進(jìn)行判定和使能的操作。

2）信號的讀取及記錄功能

IC卡插入讀卡槽中，對IC卡中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，獲取卡中的信息。

2.1.2 IC卡讀寫模塊的實現(xiàn)

進(jìn)入體育場之后,計費系統(tǒng)計時，IC卡選用AT24C01A 作為計費卡，它的存儲空間為128個字節(jié)，支持IIC雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其中的數(shù)據(jù)可以被保存100年,可靠快速的完成工作。

2.1.3 系統(tǒng)狀態(tài)（液晶）顯示及時鐘模塊及語音模塊

（1） 時鐘模塊

先用時鐘芯片PCF8563 提供時鐘信號，然后制作成萬年歷，可以顯示時間。同時可以完成計時功能，統(tǒng)計出消費者在體育場館中的活動時間。最后由單片機調(diào)用顯示在顯示在液晶顯示屏上。PCF8563是PHILIPS公司推出的，PCF8563具有四種報警功能和定時器功能，可以完成復(fù)雜的定時服務(wù)，應(yīng)用廣泛。

（2）語音播報

語音播報模塊有提示消費者信息、消費情況、余額情況等功能語音播報由語音芯片ISD1420提供語音信息，語音信息發(fā)放在不同的地址中，由單片機從這些地址中調(diào)用合適的語音進(jìn)行播放，ISD1420是美國ISD公司推出的一款單片語音錄放優(yōu)質(zhì)電路。ISD1420由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。語音內(nèi)容被存入永久存儲單元，這種信息存儲是零工率存儲。而且ISD具有斷電語音受到保護(hù)的功能。組成一個最小的錄放系統(tǒng)，僅需要麥克風(fēng)、喇叭、兩個按鈕、電源、少數(shù)電阻電容。

（3）系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊

TG12864E液晶模塊組作為顯示器，通過收費終端屏幕，以圖形、文本、圖像等手段直觀顯示管理系統(tǒng)可以顯示數(shù)字、字母、圖片信息等，使消費者能夠隨時了解和掌握系統(tǒng)的所有信息，使系統(tǒng)信息透明化。PIC處理后的數(shù)據(jù)可以用液晶顯示器顯示，以便于查看數(shù)據(jù)，比如消費者個人信息，消費情況、余額情況等。12864E液晶顯示器的顯示分辨率達(dá)到128*64的水平，具有低電壓、電功耗的特點。

2.2 系統(tǒng)的軟件的模塊設(shè)計及軟件部分代碼

主程序?qū)φ麄€硬件系統(tǒng)進(jìn)行全面的配置.編程過程中包括以下幾部分：首先是判定IC卡的信息。如用戶插入的卡是否為I C 卡，是否為系統(tǒng)所指定的計費卡，是否在有效期內(nèi)并具有足夠的余額，這些都需要最先進(jìn)行判定。在IC卡通過檢測之后,涉及到進(jìn)入體育場的時間及出場狀態(tài)。

軟件的設(shè)計采用的是模塊化設(shè)計，軟件的設(shè)計要求模塊減低耦合、高內(nèi)聚。軟件主要涉及以下幾部分內(nèi)容：單片機I/O口初始化，外部開關(guān)量采集，液晶模塊初始化，定時器初始化等子程序，利用主程序調(diào)用各個模塊，使其實現(xiàn)按各種功能。

軟件的模塊分為以下幾點：

(1)通訊功能模塊：通過用串行通信方式查詢并接收體育場管硬件設(shè)備發(fā)出的狀態(tài)信息以及數(shù)據(jù)信息，控制相關(guān)硬件設(shè)備動作。

(2)系統(tǒng)狀態(tài)顯示模塊：TG12864E液晶模塊組作為顯示器，通過收費終端屏幕，以圖形、文本、圖像等手段直觀顯示管理系統(tǒng)可以顯示數(shù)字、字母、圖片信息等，使消費者能夠隨時了解和掌握系統(tǒng)的所有信息，使系統(tǒng)信息透明化。

(3)工作流程邏輯控制模塊：通過在計算機配合定時器，實現(xiàn)各設(shè)備及工作流程的邏輯 控制。

(4)數(shù)據(jù)處理模塊：負(fù)責(zé)體育場管理系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)處理工作，分為數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)管理3個子模塊。包括入場信息、出場信息、消費者個人信息等.

程序代碼如下：

if(query==NULL)return bResult;

query->Close();

AnsiString sSQL="";

sSQL.sprintf(“select top 1 RecordID as iCount form ConsumeRecord

where AccountNo=%d and StadiumID=%d and convert(char

(10),StartTime,120)=convert(char(10),getade

(),120)”,AccountNo,StadiumfD);

if(query==NULL)return bResult;

query->Close();

AnsiString sSql="";

sSQL.sprintf("select top 1 RecordID as iCount form ConsumeRecord

where AccountNo=%d and convert (char(10),StartTime,120)=convert(char

(10),getdata(),120)and StopTime is null",AccountNo);

if(query==NULL)return false;

query->Close();

AnsiString sSQL="";

sSQL.sprintf("select top 1 RecordID,Datediff

(miunte,StartTime.GetData())as RealMinute form ConsumeRecord where

AccountNo=%d and StartTime is not null and StopTime is null and

Datediff(minute,StartTime,GetDate())>=%d order by RecordID

desc",AccountNo,OverMinutes);

query->SQL->Text=sSQL;

(5)消費者IC卡管理模塊：包括卡的初始化、發(fā)行、回收、掛失等.

3 系統(tǒng)測試

用功能性測試-黑盒測試或者邏輯檢測性測試-白盒測試來檢測系統(tǒng)各部分的模塊，即為模塊測試。測試成功后，然后進(jìn)行組裝測試，測試各個模塊間的接口是否正確。最后確認(rèn)測試，保證系統(tǒng)功能正確運行。進(jìn)行系統(tǒng)測試，把軟件、硬件結(jié)合在一起，進(jìn)行信息系統(tǒng)的各種組裝測試和確認(rèn)測試。通過系統(tǒng)測試徹底檢查出系統(tǒng)程序中的錯誤，提高系統(tǒng)的可靠性。

4 總結(jié)

體育館計費系統(tǒng)，是我們根據(jù)現(xiàn)有的體育館收費系統(tǒng)的缺陷，設(shè)計的系統(tǒng)。對于一個體育館系統(tǒng)，最基本的功能就是要有計費的功能，本系統(tǒng)的應(yīng)用極大的便利了體育的運營，大大的減少了人力物力。通過系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計和調(diào)試，實際使用情況良好。并且該系統(tǒng)費用低廉。

[1]劉斌.基于PIC單片機的海洋溫度數(shù)據(jù)記錄器的研制[D].中國海洋大學(xué),2012.

[2]陸子余.嵌入式PIC單片機教學(xué)系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].電子科技大學(xué),2011.

[3]李杰.C語言中數(shù)組與指針關(guān)系的探討[J].價值工程,2012,18:195-196.