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文檔簡介
I摘要點菜機是用于酒店服務員手持無紙化點菜,采用STM32F103RBT6芯片,這是一款基于CortexM3內核的芯片。顯示器采用2.0寸TFTLCD屏,分辨率220*176。顯示屏的功能實現(xiàn),利用了SPI協(xié)議。通用定時器具有輸出PWM波的功能,利用該功能,我可以調節(jié)顯示器的亮度。芯片自帶了12位A/D轉換,用來監(jiān)控電池電量,從而達到電量顯示的功能。總共有18個按鍵,有方向鍵,還有數(shù)字按鍵,數(shù)字按鍵以九宮格形式排列。當一段時間不操作點菜機時,將自動息屏進入省電模式,這段時間的長短是可以由用戶設置的。通信方面是采用串口無線通信技術,更新菜譜、發(fā)送已點的菜單和餐臺號、催菜、接收服務器發(fā)送的短信等??梢燥@示漢字,漢字庫存儲在flash芯片W25Q64上,該芯片使用SPI接口。點菜機的應用,將對現(xiàn)代餐飲企業(yè)有較大的影響,為企業(yè)節(jié)省很大的人力物力。點菜機操作簡單、方便,便于餐廳服務員使用。關鍵詞:點菜機;STM32F103RBT6;SPI接口;flash芯片AbstractTheorderingmachineisusedforhotelwaiterstohandorderwithoutpaper,andSTM32F103RBT6stmicroelectronicsM3chipisusedasthemaincontrolofthesystem.ThedisplayUSESa2.0-inchTFTLCDscreenwitharesolutionof220*176.ThefunctionofthedisplayscreenisrealizedbyusingtheSPIprotocol.Thedisplaybrightnesscanbeadjustedarbitrarily,usingtimeroutputPWMcontrolbrightnesstechnology.PowerdisplayadoptsM3mastercontrolwith12-bitA/Dconversionmonitoringbatterypower.Jiugonggridentitybutton,whenalongtime(timecanbeset)donotoperateautomaticallyoffthescreenintopower-savingmode.Through433wirelesscommunicationtechnologytoachievethecommunicationwiththeserver(toupdatethemenu,sendthemenuorderedbythediningtable,inquirethediningtableinformation,order,receivetheserversentmessages,etc.).SupportChinesecharacterdisplay,usingSPIinterfaceflashchipW25Q64tostoreChinesecharacterlibrary.Theapplicationofalacartemachine,willhaveagreaterimpactonthemoderncateringenterprises,fortheenterprisetosavealotofmanpowerandmaterialresources.Theorderingmachineiseasytooperateandconvenientforwaiters.Keywords:alacarte;STM32F103RBT6;SPIinterface;flashchip目錄第一章前言 51.1研究背景及意義 51.1.1設計背景 51.1.2設計意義 51.2本設計的目的及應達到的技術要求 61.3本設計在國內外的發(fā)展概況及存在的問題 61.4本設計應解決的主要問題 61.4.1內存問題 61.4.2顯示問題 61.4.3通信問題 6本章小結 7第二章硬件設計 82.1設計原理 82.2方案選擇 82.3主控電路 92.4通信電路 112.5電源電路 112.6復位電路及時鐘電路 12本章小結 13第三章系統(tǒng)軟件設計 143.1系統(tǒng)主程序設計 143.2按鍵程序設計 143.3鍵盤燈程序設計 153.4系統(tǒng)延時函數(shù)程序設計 153.5定時器程序設計 153.6LCD顯示器器程序設計 163.7SPI通信程序設計 163.8串口通信程序設計 173.9CRC校驗程序設計 19本章小結 19第四章實物效果展示 214.1開換餐臺 214.2點菜流程 22本章小結 26第五章總結 27參考文獻 28致謝 29附錄 30第一章前言1.1研究背景及意義1.1.1設計背景現(xiàn)在越來越多的人都喜歡去酒店吃飯,特別是親朋好友的聚餐。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,餐飲行業(yè)也隨之發(fā)展,大小各異的餐廳酒樓林立起來。餐廳多了,競爭就存在了,各種行業(yè)都向信息科技靠攏,逐漸趨向于互聯(lián)網(wǎng)+,餐飲企業(yè)之間的競爭,從以前的競爭哪家店的店面大,哪家店的價格便宜,到現(xiàn)在競爭哪家店的服務好,哪家店的上菜效率高等等。如果說餐飲企業(yè)不隨時代發(fā)展,用以前的那種點菜方式,在客人來了入座了,然后服務員再拿紙質菜單過來給客人點菜,客人點好之后,服務員得在空白紙上抄一次菜品,隨后再將菜品紙拿到后廚。這樣的點菜流程,將會造成人員資源的浪費和時間的浪費,并且效率低下。在生意火熱的時候,單據(jù)多了,容易造成丟單,分單錯誤,傳菜錯誤等問題的出現(xiàn),從而影響服務質量,直接造成酒店的經(jīng)濟損失。如果使用無紙化手持點菜機,這些問題就能得到解決??腿说降昃筒?,先在菜單上看菜品,采用可重復利用的菜單。客人選好菜之后叫來服務員點菜,服務員只需要在無紙化手持點菜機上點菜,每次點菜都能設置餐桌編號,點好的菜能直接通過無線通信,將菜品信息傳到后廚,服務員無需到后廚去,在后廚安裝接收菜品信息的機器,并且能直接將菜品信息打印出來。打印小菜單有菜名和餐桌號,這樣在分餐傳菜的時候,不會出現(xiàn)分錯的問題?,F(xiàn)在任何企業(yè)之間的競爭都很大,餐飲企業(yè)之間的也是如此。服務質量,上菜效率,管理水平,對于餐廳來說變得越來越重要。以前的手工點菜方式已經(jīng)過時了,畢竟這種方式的點菜,會存在很多問題,比如說計算問題,查找問題,更改問題,這些問題的存在,導致了出錯率的增加,這樣子那服務員的工作效率就會很低,客人體驗的感覺也會不好。因此,一個手持無紙化的點菜機,是現(xiàn)在餐飲企業(yè)所不可或缺的。點菜機的存在,能提高餐廳的服務質量,提高服務員的工作效率和客戶滿意程度,改善餐廳形象,并最終提高企業(yè)競爭力和運營效率。1.1.2設計意義社會在發(fā)展,人們生活質量變得更好了,隨之對餐飲企業(yè)的服務的要求也不同以往。為進一步滿足著新興的市場需求,趕上餐飲行業(yè)發(fā)展的上升期。在餐飲企業(yè)發(fā)展的需求下,企業(yè)越來越個性化,企業(yè)的特色也逐漸展示出來。餐飲行業(yè)內的競爭,在于人才的培養(yǎng)、管理方式的變化、經(jīng)營方式的日新月異、還有創(chuàng)新的能力。點菜機的問世,反映了我國各行業(yè)也都在向互聯(lián)網(wǎng)靠攏,反映了人們生活質量的提高,也反映出了現(xiàn)代餐飲企業(yè)與時俱進的特點。綜上所述,對于點菜機的研究具有很大的意義。1.2本設計的目的及應達到的技術要求本設計主要為了設計出無紙化手持點菜機,能夠應用到餐廳中,從而提高餐廳服務員的工作效率,提升服務質量,減少錯誤率,從而對企業(yè)的發(fā)展有促進的作用??傮w目標是實現(xiàn)在點菜機上點菜,加菜,催單,將菜品信息傳到后廚。本設計技術方面要實現(xiàn)以下要求:手持點菜機功能要全面,能夠選菜,加菜,催單,算總價等功能,并且能夠正常將已經(jīng)點好的菜品信息傳到后廚接收器。1.3本設計在國內外的發(fā)展概況及存在的問題根據(jù)國家一些權威政府機構,加上一些經(jīng)濟媒體的數(shù)據(jù),從中可以了解到點菜機的發(fā)展現(xiàn)狀,包括點菜機還能發(fā)展多長時間,競爭激不激烈。有一份關于點菜機的市場研究報告從行業(yè)市場的占比、行業(yè)需求增長幅度、同行的數(shù)量規(guī)模、行業(yè)的生產(chǎn)輸出量、利潤空間的大小、企業(yè)規(guī)模、進入和退出壁壘等方面進行全面的調研和分析。點菜機行業(yè)的行業(yè)生命周期被定性判斷現(xiàn)階段屬于剛開始階段,具有很好的發(fā)展前景。該研究報告說明,點菜機行業(yè)市場的競爭屬于很激烈的狀態(tài),有很多企業(yè)都在研發(fā)智能點菜機。定量比較世界發(fā)達國家智能點菜機產(chǎn)業(yè)的集中度,重點研究了我國點菜機的市場占有量,綜合整個市場的現(xiàn)狀來得出我們國內點菜機行業(yè)的發(fā)展是否穩(wěn)定的判斷。該研究報告分析了點菜機產(chǎn)業(yè)鏈的情況。從生產(chǎn)點菜機這個產(chǎn)品所需要的原料公司的發(fā)展情況和分銷點菜機的渠道的需求量,有針對性地判定對點菜機的發(fā)展影響大不大。綜合得到的數(shù)據(jù)、政府對點菜機發(fā)展的幫扶政策,可以得出點菜機未來發(fā)展的空間很大的結論。1.4本設計應解決的主要問題1.4.1內存問題內存問題是每一臺機器都要解決的問題,內存不足將會影響產(chǎn)品的功能,導致產(chǎn)品研發(fā)失敗。在芯片選型的時候,一定要充分考慮好所需內存大小。內存主要包括所有員工的帳號密碼存儲,畢竟這臺機器不一定僅讓一個人使用,那么這些數(shù)據(jù)要儲存在哪個位置。還有菜品的數(shù)據(jù),點菜的時候,已點的菜的數(shù)據(jù),這些都需要儲存。為解決此問題,采用SPI接口flash芯片W25Q64來存儲。1.4.2顯示問題顯示方面,一個好的顯示器,能將產(chǎn)品的美觀度提升一個等級,要想產(chǎn)品能暢銷,需要選擇一些分辨率比較高的顯示器。本設計選擇的顯示器采用2.0寸TFTLCD屏,分辨率220*176。驅動芯片為ILI9341。顯示器對電池的消耗很大,為了提高使用效率,用戶自然不想機器沒用多久就得去充電。因此我設計了顯示器亮度可任意調節(jié),采用定時器輸出PWM控制亮度技術。當長時間(時間可設置)不操作時自動關屏進入省電模式。1.4.3通信問題通信上主要運用串口,利用串口來進行與別的部分之間的數(shù)據(jù)收發(fā),可以實現(xiàn)換菜譜、給廚房發(fā)菜品信息的功能。廚房要是出菜慢了,還能催促廚師。串口通信有時候會出現(xiàn)丟數(shù)據(jù)的現(xiàn)象,考慮在串口通信上添加通信協(xié)議,以更高程度的保證數(shù)據(jù)完整性。本章小結點菜機對于餐飲企業(yè)來說具有很重要的意義,關系到企業(yè)的發(fā)展,也影響廣大民眾的生活。目前,點菜機在國內外的發(fā)展勢頭很好,有很大的發(fā)展空間,但發(fā)展和競爭共存。本設計也存在著一些問題,但這些問題,都將得到解決,不會影響整個設計。第二章硬件設計2.1設計原理本系統(tǒng)首先是客戶端,這也是本設計的設計重點。其次是服務端,用來作為連接客戶端和后廚端的橋梁。最后是后廚端,用來接收菜品信息。服務員在手持點菜機上,也就是客戶端上輸入密碼之后,進入點菜主界面。服務員點完菜之后,如果有顧客需要催菜,退加菜等,服務員可以直接在點菜機上操作,這些信息會通過無線通信技術發(fā)送到服務端,服務端接收到信息后,再把信息發(fā)到后廚端。后廚端接收到信息,會在打印機上將菜單打出來。然后廚師按照菜單上的信息做菜即可。菜做好后服務員只需按菜單上的餐桌號有序上菜。圖1手持點菜機系統(tǒng)組成框圖圖2手持點菜機系統(tǒng)硬件組成圖2.2方案選擇系統(tǒng)由三部分組成:客戶端,服務器和后廚端。該服務器由C8051f020簡化單片機作為主控板,用來控制整個服務器。菜品信息,員工信息都能顯示在顯示屏上,改顯示屏是采用12864LCD顯示屏。按鍵是4行4列的鍵盤按鍵,還有反向鍵,可以控制光標的移動。服務器作為連接客戶端和后廚端的橋梁,肯定需要數(shù)據(jù)的實時傳遞,如果沒有實時傳數(shù)據(jù),那將無法達到功能要求。數(shù)據(jù)的實時傳遞,利用了AY_NRF24L01無線模塊。刷卡利用的是RC500刷卡模塊,用來給客人結賬。電源關閉時,at24c02存儲器芯片數(shù)據(jù)不會丟失。小型打印機可以打印客戶帳單。服務器還具有查詢空餐臺、員工、會員的信息的功能。實時數(shù)據(jù)發(fā)送和接收,只要靠近刷卡區(qū)域,卡能夠被自動識別到,刷卡之后還能通過打印機將小票打印出來。廚房端的組成和客戶端的相類似。只是少了刷卡模塊。能夠立即接收從服務器發(fā)送過來的信息并打印每個餐臺的菜單。客戶端的主控芯片有多種選擇,例如STM32F103RBT6、STM32F103ZBT6、STM32F407ZGT6,Cortex-m3芯片比Cortex-m4芯片價格便宜,但頻率比Cortex-m4芯片低,Cortex-m3芯片能滿足本設計的需求。最后我決定采用STM32F103RBT6芯片。本設計采用的顯示器的尺寸位2.0寸,型號位TFTLCD。并且利用串口進行各部分之間的通信,具有點菜、退菜、加菜、催菜功能。本設計主要完成客戶端的軟件開發(fā)。圖3STM32F103RBT6主控芯片圖2.3主控電路有幾種類型的主控制芯片,如表1所示:表1主控制芯片類型選擇芯片類型功能和特點8位單片機功能和性能有限,無法滿足本設計的要求。STM32F407功能滿足,但成本較高,并且會造成資源浪費。STM32F101STM32F101的時鐘頻率為36MHz,內置32K到512K的閃存。STM32F103STM32F103的時鐘頻率達到了72MHz,是同類產(chǎn)品中的佼佼者,兩個系列都內置32K到512K的閃存兩個STM32F1系列的功能差不多,閃存都是內置了32K到512K。但是它們之間還是有區(qū)別的,主要在于SRAM和外圍接口的最大容量的組合還有時鐘頻率的大小。因此,我最終決定使用STM32F103RBT6系列。圖4點菜機原理圖2.4通信電路本設計使用RF1100-232串行無線收發(fā)器模塊,以CC1101低功耗無線通信芯片為核心,并具有寬電源輸入設計,工作電壓+2.7V~+5.5V。RF1100-232無線收發(fā)模塊特點有:該芯片的運行,對電池的耗電量很低,屬于低功耗類型的芯片。型號為cc1101,它可以設置調節(jié)發(fā)射的功率,可以設置到10mw封頂頂可以工作在400mhz的環(huán)境下。對比別的一些通信方式,它具有傳遞距離遠的優(yōu)秀,在工業(yè)上有很多的地方應用到。并且它有很多個通道供用戶選擇,多達256個。圖5USB轉串口原理圖2.5電源電路手持式點餐機由兩節(jié)5號電池供電,電源電路中的開關型DC/DC升壓調節(jié)器芯片BL8530-33和BL8530-有效利用電池中存儲的能量并提高電能使用效率使用50。芯片功耗的大小,影響電池的使用時長,而BL8530是一款靜態(tài)功耗非常小的芯片,它能達到小于5.5微安。之所以能達到這么小的功耗,和它的設計有關,它不僅僅有PFM控制模式的電壓型DC-DC轉換器電路,還有BOOST結構。BL8530這一款芯片需要的外部元件不多,電感器是一定要的,還有肖特基二極管,還有一個是輸出電容器。其中最重要的是電感器和肖特基二極管,能量使用效率的提高離不開它們。有時候紋波的輸出也會受電容這個器件的影響。因此,通過選擇合適的電感器,電容器和肖特基二極管,可以實現(xiàn)高轉換效率,低紋波和低噪聲電壓輸出。圖6電源電路2.6復位電路及時鐘電路在STM32F407RBT6的復位輸入端RESET接入手動按鈕即可形成復位電路。在STM32F407RBT6外部時鐘輸入端接入25MHZ晶體震蕩電路形成時鐘電路。 圖7復位電路 圖8時鐘電路本章小結本章主要寫了有關硬件的設計,包括設計原理、方案選擇、主控電路、電源電路、通信電路和復位及時鐘電路。設計原理主要描述了系統(tǒng)的組成、點菜機的一些使用操作和功能。方案選擇主要是從Cortex-m3和Cortex-m4芯片中選擇性價比更高的Cortex-m3芯片。主控電路主要對STM32F103RBT6這一款芯片進行性能介紹。電源電路主要寫了電池的選型和穩(wěn)壓芯片的選擇。第三章系統(tǒng)軟件設計3.1系統(tǒng)主程序設計從整個系統(tǒng)的設計功能來看,主要有以下幾個界面,分別是菜譜界面,點菜界面,增減菜界面,其他設置界面,登錄界面和初始化界面。在系統(tǒng)上電之后,首先初始化系統(tǒng)時鐘,然后再到顯示屏和無線模塊的初始化,然后初始化界面,再然后刷新界面、進行按鍵掃描,最后進入菜譜界面、點菜界面、添加/刪除菜界面。圖SEQ圖表\*ARABIC9點菜機主程序流程圖3.2按鍵程序設計芯片的按鍵總共有19個,按鍵接口分布在GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD囗,分別是:PA0,PB0至PB15,PC10,PD2。首先得開啟這幾個IO口的時鐘,它們都在APB2總線上,分別是在第2、3、4、5位。將APB2外設時鐘使能寄存器寄存器的這4個位置1即可。其次分別配置這些口的屬性,每個IO口都配置成普通輸入模式,上拉/下拉輸入模式。其中PA0設為上拉輸入模式,PB0至PB15設為下拉輸入模式,PC10和PD2都設為下拉輸入。配置完IO口,程序就要進入按鍵掃描。先設一個按鍵標志,用0來表示按鍵按下,用1來表示按鍵未按下。我采用的是機械按鍵,按鍵按下,會有一定時間的抖動,因此本設計加入了延時函數(shù)。一般機械按鍵按下的抖動信號在5毫秒左右的時間內,我使用了10毫秒的延時,為了能保證抖動完全消除。之后便是判定按鍵是否按下。若有按鍵按下,IO口從輸入轉變?yōu)橥仆燧敵?,并且輸出高電平?.3鍵盤燈程序設計鍵盤燈僅由一個LED燈組成。LED燈的程序設計比較簡單。LED燈的硬件接口是PA2,從原理圖中看出,當PA2輸出高電平時為亮燈,當PA2輸出低電平時為滅燈。進行程序設計首先要開啟GPIOA的時鐘,時鐘不開,IO口是無法工作的。其次進行PA2的管腳初始化。將PA2配置為推挽輸出模式,無上拉無下拉,輸出速率配置為2MHz即可,配置為低速就可以了,LED燈的顯示不需要中速或高速。初始化的時候配置IO口輸出低電平,使燈處于滅燈狀態(tài)。LED燈不是開機就常亮的,而是有按鍵按下才亮。若LED燈亮著,當沒有按鍵按下,LED燈會在2秒后又自動熄滅。因此在程序設計中,需要先判斷是否有按鍵按下,才能轉變PA2的輸出狀態(tài)。3.4系統(tǒng)延時函數(shù)程序設計系統(tǒng)延時函數(shù)的設計是利用系統(tǒng)時鐘來設計的。有毫秒延時,也有微秒延時。時鐘源采用外部時鐘源。系統(tǒng)定時器構成:時鐘源、計數(shù)器、存儲要的計數(shù)值、分頻器。系統(tǒng)滴答定時器屬于系統(tǒng)內核,來自于ARM公司,各個廠商都一樣。在以前(08年以前)的處理器上,沒有系統(tǒng)滴答定時器;08年以后才開始有,由于操作系統(tǒng)需要心跳節(jié)拍,心跳節(jié)拍需要用定時器完成,產(chǎn)品一旦升級或換代換了主控芯片,所有程序得重寫工作量太大,為了節(jié)約時間,ARM公司直接規(guī)定了一個專門用來處理操作系統(tǒng)心跳節(jié)拍的定時器。系統(tǒng)滴答定時器信息:具備兩個時鐘源,24位的定時器。想要系統(tǒng)滴答定時器工作,需要進行如下配置:要配置關閉自動重裝載寄存器,使能更新事件,設置UG位,將計數(shù)器清0。最后還要開啟定時器的時鐘3.5定時器程序設計STM32F103中有8個定時器,通過芯片的框架圖就有所了解。STM32對這8個定時器的類別進行了劃分,其中TIM6和TIM7是基本定時器,TIM2,3,4,5是通用定時器,TIM1和TIM8是高級定時器。每種定時器有相同的特點也有不同的特點。相同的特點是都有計時功能。不同的是通用定時器添加了輸出信號以及捕獲信號。這些信號都是輸入輸出到IO口。高級定時器的功能最多最全,不僅包括其他定時器的所有功能,還添加了死區(qū)和中斷功能。伺服電機主要用于工業(yè)控制。除了基本定時器功能外,基本定時器還具有觸發(fā)其他設備(DAC,ADC,通用定時器,高級定時器)動作的能力。想要基本定時器工作,操作步驟:1、開啟對應的外設時鐘使能。2、配置預分頻器。3、清空計數(shù)器。4、配置預裝載寄存器。5、配置U事件(利用UG位進行配置)。6、配置控制寄存器。圖SEQ圖表\*ARABIC10點菜機定時器實驗現(xiàn)象圖為了體現(xiàn)出定時器實驗,我設計為1秒定時,通過圖10串口打印出來的時間戳可以看出,每打印一次,時間增加1秒。說明定時器實驗是成功的。3.6LCD顯示器器程序設計LCD顯示器的程序設計,首先定義畫筆顏色和背景顏色,然后完成寫寄存器函數(shù)。寫一個讀LCD數(shù)據(jù)的函數(shù),返回值為讀到的值,配置GPIOB0到15口都為上拉輸入,讀取數(shù)據(jù)的時候,不需要讀2次,每讀一個數(shù)據(jù)加上兩微秒的延時,讀取完之后,GPIOB口全部設成上拉輸出。完成一個寫寄存器的函數(shù),該函數(shù)只需要提供寄存器編號和讀到的值即可。 3.7SPI通信程序設計SPI是一種接口,是一種高速的,在同一時間可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù)的,有時鐘線的通信總線。主要應用在內存芯片、實時時鐘、AD/DA轉換器、ID卡刷卡模塊、顯示屏等器件。SPI總線的通信方式有兩種,一種是同步串行全雙工通信,還有一種是同步串行半雙工通信。SPI有時鐘線:同步;只有一條數(shù)據(jù)線:串行;能同時收發(fā):全雙工。SPI總線的通信速度:10MHz以上~100MHz。SPI通信數(shù)據(jù)幀過程:首先將片選線置0,當時鐘線處于高電平,拉低時鐘線能產(chǎn)生下降沿,這個時候主機和從機在進辦發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù),從低電平拉高成高電平會產(chǎn)生上升沿,這個時候主機和從機在準備數(shù)據(jù)。傳遞數(shù)據(jù)完成后將片選線置1。SPI是一個接口,它支持兩個功能,一個是支持SPI協(xié)議,這個協(xié)議是數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,可以用于顯示屏中,還有一個是支持用于傳輸音頻文件的IIS協(xié)議。如果不進行配置,SPI接口默認為支持SPI協(xié)議。如果需要使用IIS協(xié)議,就要通過軟件來設置。串行外圍設備接口(SPI)可以與外部設備執(zhí)行半雙工/全雙工同步串行通信。該接口可以配置為主模式,在這種情況下,它可以為外部從設備提供通信時鐘(SCK)。該接口還可以在多主模式下配置。它可以用于許多目的,包括基于兩條線路的簡單同步傳輸。它們中的任何一個都可以用作雙向數(shù)據(jù)線,或者可以使用CRC校驗來實現(xiàn)可靠的通信。SPI基于三條線的全雙工同步傳輸,基于雙線的單工同步傳輸,其中一條可作為雙向數(shù)據(jù)線。8位或16位傳輸幀格式選擇,主模式或從模式操作,多主模式功能8個主模式波特率預分頻器(最大值為fPCLK/2,配置通信速度),從模式頻率(最大值為fPCLK/2)。SPI對于主模式和從模式都可實現(xiàn)更快的通信,對于主模式和從模式都可通過硬件或軟件進行NSS管理:動態(tài)切換主/從操作(配置片選信號),可編程的時鐘極性和相位,可編程的數(shù)據(jù)順序,最先移位MSB或LSB??捎|發(fā)中斷的專用發(fā)送和接收標志。SPI總線忙狀態(tài)標志,SPITI模式。用于確??煽客ㄐ诺挠布﨏RC功能:在發(fā)送模式下可將CRC值作為最后一個字節(jié)發(fā)送和根據(jù)收到的最后一個字節(jié)自動進行CRC錯誤校驗。可觸發(fā)中斷的主模式故障、上溢和CRC錯誤標志。具有DMA功能的1字節(jié)發(fā)送和接收緩沖器:發(fā)送和接收請求。圖SEQ圖表\*ARABIC11SPI物理拓撲結構圖3.8串口通信程序設計UART通信模式是異步串行全雙工通信模式。異步通信意味著沒有時鐘線,串行通信意味著只有一條數(shù)據(jù)線。全雙工意味著設備A在通信過程中可以同時將數(shù)據(jù)發(fā)送到設備B,設備B也可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到設備A。異步通信對通信速度有要求,而UART的通信速度則由兩個設備本身決定。UART通信具有數(shù)據(jù)格式。在異步通信中,沒有時鐘線,發(fā)送方可以直接發(fā)送數(shù)據(jù),接收方不能接收或接收數(shù)據(jù);如果發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù),則由于接收方未接收到數(shù)據(jù)而導致數(shù)據(jù)丟失。由于沒有時鐘線,因此發(fā)送方具有唯一的數(shù)據(jù)發(fā)送頻率,接收方具有數(shù)據(jù)接收頻率,并且必須與發(fā)送方和接收方頻率相同。由于發(fā)送方和接收方的頻率不穩(wěn)定,因此在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時,必須以特定格式傳輸數(shù)據(jù)。UART通信包含四個元素:波特率,數(shù)據(jù)位長,奇偶校驗位和停止位。芯片通信過程中將這四個要素配好,意味著完成了一大半功能。當前芯片上有六個USART片上外設。USART1/6連接到APB2總線,USART2/3/4/4連接到APB1總線。USART滿足全雙工通信并滿足NRZ編碼格式(不回零)。支持同步半雙工通信,LIN模式,支持紅外數(shù)據(jù)通信IrDA,支持硬件流控,也就是CTS/RTS。想要USART正常工作,操作步驟如下:1、配置波特率;2、配置控制寄存器1,使用16倍過采樣,開啟usart外設功能,設為8位停止位,關閉校驗位,開啟發(fā)送器的功能,開啟接收器的功能,接收喚醒控制設為活動模式。3、配置控制寄存器2,只需要配置第12和13位為00即可,設為一位停止位。4、將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器,并從接收數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)。發(fā)送寄存器由發(fā)送控制器控制,發(fā)送控制器控制發(fā)送移位寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送,因此發(fā)送控制器必須配置為發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送控制器受波特率和控制寄存器1的影響,因此我需要配置發(fā)送控制寄存器1。接收寄存器由接收控制器控制,接收控制器控制接收移位寄存器中的數(shù)據(jù)接收,并且接收控制器必須配置為接收數(shù)據(jù)。接收控制器受波特率,控制寄存器1和控制寄存器2的影響,因此我需要配置波特率,控制寄存器1和控制寄存器2。點菜機的無線模塊采用串口進行通信,因此必須先對STM32F103RBT6的串口進行配置:第一步:串口1的發(fā)送數(shù)據(jù)引腳是PA9,接收數(shù)據(jù)引腳是PA10。串口1和GPIOA的時鐘一定要打開,不打開時鐘,無法工作,它們都在APB2總線上,配置APB2外設時鐘使能寄存器,設置第二和第14位為1即可。第二步:配置GPIO口,PA9配置成復用功能輸出,輸出速率為50MHz,PA10配置成普通輸入,無上下拉。GPIOA9/10復用成USART1的功能。第三步:配置串口的參數(shù),首先是波特率,波特率可以由用戶自己設置,波特率越高,通信速度越快;其次是數(shù)據(jù)長度,長度可以設置為5、6、7、8位,一般設置為8位;再到停止位,停止位有1位或兩位,一般設置為一位;最后是校驗位,校驗有奇校驗和偶校驗,但一般選擇無校驗。配置好STM32F103RBT6的串口之后,就可以與無線模塊進行通信了,然后通過無線模塊與上位機進行數(shù)據(jù)通信。圖SEQ圖表\*ARABIC12點菜機串口通信實驗現(xiàn)象圖圖12表明了串口發(fā)送的數(shù)據(jù),能夠通過串口助手打印出來,證明了串口通信實驗是成功的。3.9CRC校驗程序設計校驗碼的特定生成過程如下:假設需要發(fā)送的數(shù)據(jù)由多項式B(y)表示,并且B(y)向左移J位,即B(y)*yJ可以用平方的冪表示的J位被清空到校驗碼位置B(y)的右邊。B(y)*y的功率J除以生成多項式H(y)的余數(shù)是檢驗代碼。多項式和二進制數(shù)之間存在直接對應關系。二進制數(shù)的最高位是x的最大冪,多項式的冪是下一位,此冪平方項對應于1,此冪平方項不對應于0。您可以看到y(tǒng)的最高冪為R,轉換后的二進制數(shù)為J+1位。多項式包括生成多項式H(y)和信息多項式B(y)。在發(fā)送方,生成多項式用于將信息多項式除以2并生成校驗碼。在接收側,生成的多項式用于對接收到的編碼多項式執(zhí)行-2分離檢測模,并確定錯誤位置。必須滿足以下條件:a生成多項式的最高和最低位必須為1。b。如果發(fā)送信息(CRC碼)的位中有錯誤,則在將其除以生成多項式后,其余不應為零。c。如果錯誤發(fā)生在另一位,其余的應該不同。d。為了繼續(xù)劃分其余部分,您需要循環(huán)瀏覽其余部分。CRC校驗數(shù)字=生成多項式-1。一些生成多項式忽略生成多項式的最高有效位1。使用二進制模2算法是真正的用來生成CRC校驗碼的,這種算法不需要用到減法運算也不需要用到加法運算,這是XOR操作。本章小結本章主要是進行系統(tǒng)主程序設計、軟件設計,包括按鍵程序設計、鍵盤燈程序設計、系統(tǒng)延時函數(shù)程序、設計定時器程序設計、LED顯示器器程序設計、SPI通信程序設計、串口通信程序設計、CRC校驗程序設計。第四章實物效果展示4.1開換餐臺在主界面上,控制上下左右方向按鍵將光標選中開換餐臺,點擊確認后,進入輸入餐臺號界面。輸入餐臺號之后再次點擊確認就可以完成開餐臺的操作。換餐臺也是一樣,輸入餐臺號界面輸入餐臺號點擊確認就可以完成換餐臺的操作。圖SEQ圖表\*ARABIC13點菜效果圖圖SEQ圖表\*ARABIC14點菜效果圖4.2點菜流程在主界面上,通過控制方向鍵,將光標選中點菜,隨后點擊確認進入點菜界面。點菜界面有5種類型的菜品,分別是酒水、蔬菜、肉食、魚/海鮮、涼菜。同樣的,光標的移動通過方向按鍵來控制。以酒水為例,當光標選中酒水后點擊確認,進入選擇酒水界面。移動光標選擇想要點的酒水名然后點擊確認即可。這就完成了點菜過程。圖SEQ圖表\*ARABIC15點菜效果圖圖16點菜效果圖圖17點菜效果圖圖18點菜效果圖本章小結本章主要是點菜機點菜實驗效果圖,主要描述了點菜機的操作和點菜步驟。點菜機的操作主要是通過方向鍵來控制光標的移動來選擇想要進入的界面。點菜步驟主要是開餐臺、選擇要點的菜的類型、選擇要點的菜品。第五章總結畢業(yè)設計的論文編寫進行到現(xiàn)在,已經(jīng)進入了尾聲。這個過程中遇到了不少問題。比如說剛開始寫論文的時候,什么資料都沒有。對于點菜機的國內外的發(fā)展概況與前景更是不了解。經(jīng)過查閱自己在網(wǎng)上查找的資料和老師同學幫忙提供的資料,才對這方面有一定的認識。最開始的時候,我寫的論文不規(guī)范,從改內容到改格式再到改重復,離不開劉老師的幫忙。整篇論文,包括了有關于點菜機的研究背景及意義、設計的目的及應達到的技術要求、在國內外的發(fā)展概況及存在的問題、應解決的主要問題、硬件設計、系統(tǒng)軟件設計、實物效果展示。硬件設計又包括了設計原理、方案選擇、主控電路、通信電路、電源電路、復位電路及時鐘電路。系統(tǒng)軟件設計包括了系統(tǒng)主程序設計、按鍵程序設計、鍵盤燈程序設計、系統(tǒng)延時函數(shù)程序設計、定時器程序設計、LCD顯示器器程序設計、SPI通信程序設計、串口通信程序設計、CRC校驗程序設計。畢設的結束,意味著大學生活也即將結束。希望自己在往后的工作、學習、生活中能保持積極的狀態(tài)。參考文獻[1]郭元穎,梁清華,郭爽.基于無線局域網(wǎng)餐飲服務點菜系統(tǒng)的研究[J].遼寧工業(yè)大學學報:自然科學版,2009.2.9.[2]宗筍筍,郝衛(wèi)東.基于ARM的無線點菜系統(tǒng)[J].計算機系統(tǒng)應用,2011.2.[3]何劍鋒,栗楠,丁仿,等.基于ARM920T嵌入式LinuxOR/Qt4的點菜系統(tǒng)設計[J].自動化與儀表,2011.[4]STM32F10x微控制器參考手冊[M].7版.[出版地不詳][出版者不詳],2008.[5]里昂惕夫.投入產(chǎn)出經(jīng)濟學[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2001.[6]國家統(tǒng)計局國民經(jīng)濟核算司.中國地區(qū)投入產(chǎn)出表-2007[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2011.[7]袁建文.廣東省信息產(chǎn)業(yè)投入產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HYPERLINK如何選擇組裝電腦配件
如何選擇組裝的電腦配件.
第一,選擇好CPU平臺,就是INTER還是AMD,看你是要配什么樣的電腦,高端還是低端的,兩個平臺都高低的產(chǎn)品。第二,選擇主板了,主板的品牌比較多,質量,價格也不一,當你第一步卻定了,那么主板也就相應的卻定下來了,以INTER為例,只可以選擇775接口的主板(早期有478接口的,不推薦),主板的選擇主要有兩種,一是集成顯卡,二是不集成顯卡。集成顯卡的話,就可以省下顯卡的錢,但是對游戲玩家不推薦。那么當然是選擇不集成顯卡的主板了,而且最好選擇一線品牌,如華碩,技嘉等。主板里,還有個蕊片組的選擇。關于蕊片組,各個品牌的主板命名有些不一樣,主流是INTER965,945,915,VIA的KT890,還有NFORCE4,NFORCE5。等。比較難說清楚。最好是選擇INTER的蕊片組,雖然價格會稍高一些。推薦945,技術比較成熟。第三,顯卡的選擇。顯卡主要還是有兩類品牌,GEFORCE和ATI,兩個品牌有高,中,低的顯卡。顯卡選擇要看你個人喜歡了,預算充足的話,最好是買中,高端的顯卡。
第四,就是內存了,內存關系電腦的穩(wěn)定性。當然是要好一點的。買一線品牌的?,F(xiàn)在配電腦,主流是DDR667,DDR800DDR1333第五,顯示器的選擇,推薦液晶。如何選擇硬件組裝電腦這是一個老生常談的問題了,這也是一個讓高手們顯示自己硬件功底的問題,同時這還是一個讓很多新手為之焦頭爛額的問題。該怎么配?具體配什么?怎樣配才能盡量減小瓶頸?本文就將從內到外,從理論到實踐,為朋友們抽絲剝繭一一道來。
一、CPU
作為一臺電腦最關鍵的組成部分,CPU確實起著舉足輕重的作用,但體現(xiàn)一臺電腦的綜合速度,并不是僅僅依靠CPU的,常??吹胶芏嘈率謧冊谂潆娔X的時候,把CPU選的很好,但其他的東西諸如內存、主板、硬盤等都選的不太理想,好像這臺電腦速度的快慢就體現(xiàn)在CPU速度的快慢上似的。甚至很多著名的品牌機廠商,都推出過類似“P4+256M內存”的這種跛腳配置。其實對于一般的家用電腦而言,一個真正會配的高手,是不會把大量的錢花在CPU上的。家用電腦,畢竟不是做密集型科學計算用的,它講求的是多種媒體的配合工作,講求的是能一邊下載文件、一邊上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、一邊聽音樂、一邊還能打開其他的程序,在這種情況下,提升內存的容量比提升CPU的主頻對速度的影響要明顯的多?,F(xiàn)今的中國家庭用戶,很多家長對于電腦一竅不通,他們只聽說“奔四”代表著速度快,并不知道整機速度的快慢除了CPU以外,還有很多其他的因素影響著它。但在買電腦的時候,最后做決定并掏錢的人,往往都是這些啥都不懂的家長們,于是就出現(xiàn)了上面的一幕:品牌機廠商為了能有更好的銷路、兼容機裝機店的銷售人員為了能拿到更多的獎金,開始違背良心來配置出這種高主頻處理器、低容量內存的跛腳電腦。說嚴重點,這是屬于對消費者的不負責任,是一種商業(yè)欺詐行為!同樣5000元的配置,高手配出來的賽揚,比新手配出來的P4還要快很多,曾經(jīng)有一家全球著名的硬件網(wǎng)站在2003年的時候刊登過一篇關于配置家用電腦時各硬件占用總預算百分比的文章,文中很明確的提到了CPU的價錢最好不要超過總預算的10%-15%,我們雖然不能說他肯定完全正確,但至少人家是通過很多調查后得出的結論,有借鑒的理由。反觀現(xiàn)在的很多所謂的“低價奔四電腦”、“3999元買P4品牌機”之類的廣告,我想說的就是:你花了3999元,只買了一塊P4的處理器,其他的什么都沒有了!
二、內存
對于配置一臺電腦來說,內存是重頭戲,容量、速度、類型等等每一項指標都對最終的整機綜合速度起著至關重要的影響,尤其是內存的帶寬和容量。對于內存帶寬而言,很多人都認為400MHz、533MHz前端總線的賽揚四或P4,配單通道的DDR內存就足夠了,雙通道DDR內存是配合800MHz以上前端總線的P4處理器用的,其實這樣就大錯特錯了,哪怕是最老的賽揚四,都需要雙通道的DDR內存才能達到它的帶寬!也就是說,你如果選擇賽揚四1.8G,必須配合865以上的主板和至少雙通道DDR200的內存,才能滿足它的帶寬要求!稍微計算一下就可以得知:賽揚四1.8G的前端總線是400MHz,它的內存帶寬理論值是400MHz×64bit÷8=3.2G/s,但當它裝在845系列的主板上時,由于845主板的限制,即使你插上能符合它帶寬要求的DDR400內存,也只能運行在DDR266上,這時的內存所能提供的帶寬是266MHz×64bit÷8=2.1G/s,比3.2G/s要小很多,即使你通過BIOS里的內存調節(jié)選項往上調節(jié)一檔(也只能調節(jié)一檔而已),讓內存運行在DDR333下,所能提供的帶寬也僅僅是333MHz×64bit÷8=2.66G/s,離3.2G/s還是有一定的距離,而內存帶寬的降低,能非常明顯的降低整機的綜合速度,運行任何程序都能明顯的感覺出來!所以如果想滿足賽揚1.8G處理器的內存帶寬要求,你必須要為它配置865以上的主板和雙通道的內存才行!P4亦是如此。很多人也許會問:那845系列的主板是配什么處理器的呢?我想回答你的就是:845系列的主板是屬于“不能用”的主板,因為處理器永遠比主板發(fā)展的快,當初Intel造出845系列的芯片組是為了能給當時的賽揚和P4提供一個過渡的平臺,不至于讓它們成為“沒有主板配合”的處理器而已,也是為了能在低端市場分一杯羹,而現(xiàn)今865甚至9xx系列的主板橫行的時候,845系列的主板確實是屬于“不能用”的主板了,滿足不了任何一款處理器的內存帶寬,造成性能上的嚴重低下,試問這種主板你會選擇么?即使配臺2000多元的超低價電腦,也不要去選擇845系列的主板,至少需要865以上的和雙通道內存才行,因為內存帶寬是一個非常影響系統(tǒng)性能的參數(shù),倘若一味的為了省錢而配置845系列的主板,那就得不償失了。
內存的容量方面,應每個人對電腦的使用方向不同,容量的要求也是不同的,現(xiàn)在配置的家用電腦,筆者建議:如果不打游戲,或者是打打掃雷、紙牌之類的游戲,平時注重于上網(wǎng)瀏覽或者是聊天、看電影之類的應用的話,內存容量不應該低于1G;如果是偶爾打打單機游戲或者是網(wǎng)絡游戲,內存容量應該選擇在2G左右,如果是經(jīng)常打大型的游戲或是進行HDTV視頻編輯等應用,那么4G的內存是必不可少的。
三、主板
一臺電腦的穩(wěn)定性和兼容性,一大部分是看主板的,一款優(yōu)秀的主板不僅需要擁有上等的用料和優(yōu)良的做工,還需要擁有合理的走線設計,那些沒有技術實力的三、四線主板廠家生產(chǎn)的主板,多數(shù)是采用公版走線,而且用料非常差,穩(wěn)定性不堪一擊,這種類型的主板,筆者建議寧愿不買電腦也不要配這種主板,否則以后將會是個淘氣的祖宗。對于家庭用戶,主板方面一定不能省錢,預算夠的話最好能買個一線的主板品牌,如果預算實在不足,二線的主板是底線了,不要再往下選擇了,畢竟家用電腦是用來使用的,不是用來整天維修的。再談到主板的用料,筆者常??吹胶芏嘈率衷谂渲弥靼宓臅r候,貌似老鳥似的說某某品牌的主板好,某某品牌的不好,試問你知道它好在哪里么?不好在哪里么?這個就要看主板的用料了,雖然用料好的主板并不能代表一定是高檔主板,但最少能代表它的電氣性能出色。舉一個很簡單的例子吧:有A、B兩款主板,A主板的處理器供電濾波電容采用的是日系電容,B主板的處理器供電濾波電容采用的是臺系電容,那么基本上可以肯定的是:如果在電源輸出電壓的波動范圍比較大的情況下,A主板就比較能耐得住,而B主板就很容易產(chǎn)生電容鼓包、漏夜等情況。不要小看這小小的電容,筆者從一個開維修店的朋友那里得知,來維修主板的人,有80%的都是這幾個小電容損壞,究其原因,就是電源選擇的不好,導致了輸出電壓的不穩(wěn)定,久而久之最終導致這幾個小電容爆漿,并且詳細敘述了主板的品牌:“一線廠家的×碩牌主板就很少出現(xiàn)這種情況,但同樣為一線廠家的×星牌主板,經(jīng)常遇到!原因就是前者的大部分主板使用的是日系電容,而后者的大部分主板為了省錢,選用的是臺系電容!”廠家的廣告不能信,宣傳也不能信,看到一個產(chǎn)品的廣告之后,你所能相信的唯一一點就是:地球上有這么個產(chǎn)品的存在!然后其他的就統(tǒng)統(tǒng)都不能信了!網(wǎng)上有好多所謂的“評測”文章,都是槍手寫的,基本上沒有任何參考余地,只能作為一篇小說來讀,一款主板的真正性能,只有你自己使用了之后才能知道。廠家為了銷量、商家為了利潤,他們能把最最垃圾的主板宣傳為最頂級的產(chǎn)品,筆者曾經(jīng)就看到過一款四線品牌的主板廠商,在對其主流主板的廣告上說“最優(yōu)秀的設計、最精湛的工藝、最穩(wěn)定的性能”……結果一看報價:550元/塊……其他的話我也不想多說了,只想問問這家廠商:你這么垃圾的主板都用了三個“最”字,那么華碩的同芯片組主板,售價是你三倍的,應該用什么詞語來描述了??中國有一句古話:一分錢一分貨,說的非常正確!不要認為價格高的主板就是暴利產(chǎn)品,從市場經(jīng)濟學上說,暴利產(chǎn)品是不會被市場所接受的,之所以他能存活到今天,而且售價依然是這么高,肯定有他的理由,他在做工用料方面肯定比其他品牌的要好很多,成本高所以售價高,在此,筆者奉勸大家一句:買主板千萬不要憑僥幸心理,認為自己能花很少的錢買到很好的東西,只有錯買的沒有錯賣的,商家永遠都比你精明!主板上面還是老老實實的多花點錢來買個一線產(chǎn)品吧,否則以后有你吃苦的時候!
四、硬盤
現(xiàn)在的電腦,硬盤的速度當之無愧的成為了“第一大瓶頸”,無論你是再高的高手,配電腦的時候也無法消除這個瓶頸的存在,我們只有盡量的減小…再減小……。對于家用電腦的硬盤來說,容量和速度是兩個非常重要的參數(shù),容量上而言,筆者建議:如果你的電腦只是上網(wǎng)瀏覽瀏覽、偶爾打打小游戲的,那么160G的硬盤是個不錯的選擇;如果你常常下載軟件或電影,那么250G的硬盤是個不錯的選擇,如果你是個下載狂人,那么400G的硬盤比較適合你;如果你有DV或者是經(jīng)常編輯大型的視頻文件,那么400G×2比較適合你,如果你是個玩HDTV的人,那么恭喜你,400G×4也許你都不夠用。對于硬盤容量上的選擇,你不能考慮現(xiàn)在是否夠用,你應該考慮未來的1年里是否夠用,大概的公式是:現(xiàn)在需要的容量×3。也就是說,如果你現(xiàn)在感覺80G的硬盤差不多夠用了,那么你就需要買個250G的硬盤。如果你現(xiàn)在感覺120G的硬盤夠用了,那么就去買個400G的硬盤吧。硬盤另外的一個參數(shù)就是速度,受到內部傳輸率等諸多因素的限制,一塊硬盤的實際傳輸速度是不可能達到它的接口速度的,現(xiàn)在的并口硬盤基本上都是ATA133了,串口硬盤也都是150了,但民用級硬盤的實際傳輸速度最快的也還沒突破66M/s,所以跟內存相比,硬盤的速度是電腦中最大的瓶頸,那么怎么來減小這個瓶頸呢?于是人們就發(fā)明了RAID,就是磁盤陣列(當然RAID不是僅僅為了這個而發(fā)明的),用兩塊一模一樣的硬盤來組成RAID0,速度理論上能提高1倍,雖然實際上是不可能達到1倍的,但至少能非常非常明顯的感覺到了硬盤速度的提升,筆者建議:如果你買的主板是帶有RAID功能的,并且你需要保存的數(shù)據(jù)不是很重要的話,那么強烈建議你在預算允許的情況下購買兩塊硬盤來組建RAID0,這將使你能親身體會到飛機與火車的速度差別!但最好是串口的,如果是并口的話,因為并口走的是PCI總線,由于PCI總線上的設備比較多,所以速度不可能達到比較高的地步,但如果是串口的話,那么硬盤的速度提升將更加明顯!
五、顯示器
顯示器方面,筆者想澄清一個觀念:曾經(jīng)聽過非常多的人說液晶顯示器保護眼睛,因為沒有輻射和閃爍……包括很多業(yè)內人士都這么認為的,其實錯了,液晶顯示器比普通的CRT還要傷眼睛!因為傷眼睛不僅僅是輻射和閃爍,還有對比度、亮度等參數(shù),雖然液晶顯示器的輻射和閃爍比CRT要小的多,但它那要命的對比度、那要命的色澤度、還有那大于每平方米300cd的亮度,這些都會對眼睛造成很大的傷害,并且你即使將液晶顯示器的亮度和對比度調節(jié)到最低,也還是非常的刺眼。德國的一家權威機構做過一項調查:液晶顯示器用久了會使人的眼睛感覺到疲倦,甚至頭痛等癥狀,而使用相同時間的CRT顯示器,卻基本沒有這些情況出現(xiàn)。現(xiàn)在的通過TCO03認證的CRT顯示器,其實外露的輻射已經(jīng)相當小了,基本上對人已經(jīng)沒有多大的傷害了,閃爍感也可以通過調節(jié)刷新
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