第1章概述1.1課題背景近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，資金流動加快，服務行業(yè)的不斷增加，加上我國政府正在努力構建和諧社會、服務性政府，大量的用戶越來越頻繁的光顧經(jīng)融系統(tǒng)、電信、醫(yī)療、政府辦事部門，時代的發(fā)展給這些服務型機構提出了新的服務理念，也給這些行業(yè)和部門帶來了巨大壓力。如何解決長久以來枯燥無序的排隊問題，如何加強窗口單位的服務質量，如何加強對客戶及工作人員的管理，如何克服諸如顧客挑選自己熟悉的工作人員而引起的各種弊端，創(chuàng)造一個輕松而個性化的窗口環(huán)境，已成為公共服務部門急需解決的問題，它直接影響著企業(yè)公共形象及業(yè)務量，涉及企業(yè)根本利益。另外，傳統(tǒng)柜臺服務存在不安全隱患，偷盜密碼已經(jīng)不再是個別案例，多窗口的服務往往讓人無所適從，客戶盼望只排一個隊，只接受“一對一”的個性化服務已成趨勢。因此排隊叫號系統(tǒng)應運而生，排隊叫號系統(tǒng)是針對銀行、工商、稅務、通訊、政府機構等部門的大廳工作流程設計的，是利用電腦的科學管理客戶排隊的系統(tǒng)，很好地解決了客戶在服務機構辦理業(yè)務時所遇到的各種排隊、―擁擠和混亂現(xiàn)象，為客戶辦理業(yè)務帶來莫大的方便和愉悅。該系統(tǒng)基于51單片機的排隊叫號系統(tǒng)，由取號機、客戶服務窗口、大廳顯示叫號和主機部分組成，有LCD大屏幕，可以顯示客戶被呼叫的信息，讓客戶知道什么時候被叫到去辦理業(yè)務，另外還有語音提示客戶，簡單方便的實現(xiàn)了排隊機叫號系統(tǒng)。它主要由主控制器、鍵盤、數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴器電路等部分構成。系統(tǒng)利用單片機進行控制，通過串行通信方式傳輸處理數(shù)據(jù);通過按鍵取號，在數(shù)碼管上顯示排隊的號碼以及當前正在等待的人數(shù);通過按鍵叫號，在數(shù)碼管上顯示叫到的號碼，由揚聲器發(fā)出聲音提示客戶。1.2課題現(xiàn)狀在我國，排隊產(chǎn)品概念的引進時間也不長，特別是加入WTO之后，大批國人走出國門，將很多優(yōu)秀的服務方法、理念帶回國內(nèi)。派對技術也隨之被引進國內(nèi)，兵在我們得到普及和應用。隨著計算機技術與通信技術、電子技術等的飛速發(fā)展，只能排隊系統(tǒng)的功能仍和結構也日益完善和豐富。目前，市場上的只能排隊系統(tǒng)除了已實現(xiàn)的最基本的功能，如自動根據(jù)客戶選擇的服務類型打印票號、通過計算機自動分流排隊、呼叫和保留。第2章總體設計方案2.1設計要求1.主機按鍵叫號，數(shù)碼管顯示號碼，語音播報或蜂鳴器提醒2.從機通過串行通信完成取號3.從機顯示隊列排在前面的顧客數(shù)4.其他創(chuàng)新內(nèi)容2.2方案論證系統(tǒng)采用如圖1所示的電路，通過AT89C51單片機直接擴展的獨立鍵盤，完成排隊取號流程（本系統(tǒng)直接利用系統(tǒng)的中斷О按鍵控制)，單片機控制LCDLM032L顯示排隊等待情況，控制蜂鳴器發(fā)聲完成叫號功能。圖1整體方塊框圖因為采用矩陣鍵盤完成排隊取號流程，但客戶較多的時候要實現(xiàn)排隊取號的功能，就要占去過多的IO端口，操作起來也比較復雜，而方案二的獨立鍵盤操作控制簡單，占用主機資源少，所以選擇方案二，采用獨立鍵盤控制排隊取號，通過串行通信的方式，模擬排隊取號管理系統(tǒng)的流程顯得更加方便、科學。2.3系統(tǒng)組成與工作原理本系統(tǒng)選用我們常用單片機芯片AT89C51和1602液晶，運用C語言程序設計編寫較簡單的延時和循環(huán)來實現(xiàn)。以AT89C51單片機為核心，由主從機的按鍵控制1602液晶顯示和蜂鳴器提示音。系統(tǒng)采用如圖3.1所示的主要硬件電路，運用串行通信原理通過按鍵給計數(shù)器脈沖,達到計數(shù)+1和銷號—1的功能,并通過1602液晶顯示，完成取號、叫號功能，同時叫號按鍵外接有源蜂鳴器實現(xiàn)提示客戶的作用。硬件設計3.1系統(tǒng)總電路圖圖2系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)電路由單片機部分，顯示電路，時鐘振蕩電路，復位電路，叫號電路和按鍵電路組成。3.2單片機處理部分設計設計的思想是簡單實用，中心處理部分采用AT89C51單片機。AT89C51單片機完全可以滿足本系統(tǒng)的設計要求，相對于其他具有相當功能的器件來說，具有價格便宜，對環(huán)境要求不高，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。、圖3AT89C51引腳圖3.3顯示電路部分顯示電路部分如下圖所示，采用的是液晶顯示屏LM032L模塊，LM032L字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線。它可以顯示兩行，每行16個字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡單，價格便宜，具有很高的性價比。AT89C51的P0.0至PO.7的8個端口用來控制數(shù)碼管的顯示。圖4顯示電路部分3.4時鐘震蕩電路AT89C51中有一個用于構成內(nèi)部振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器，震蕩電路如圖5所示。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個震蕩周期，所以一個機器周期共有12個震蕩周期，如果外接石英晶振的震蕩頻率為12MHz，故而一個機器周期為1us。圖5時鐘震蕩電路外接石英晶體及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。外接石英晶體，電容使用30pF。3.5蜂鳴電路實現(xiàn)蜂鳴的接口電路比較簡單，其發(fā)音原件通常采用壓電蜂鳴器，當在蜂鳴器兩引腳加上+3V—+15V只留工作電壓時，就能產(chǎn)生3KHz左右的蜂鳴器震蕩音響。壓電式蜂鳴器結構簡單、耗電少、更適合于單片機系統(tǒng)的應用。壓電式蜂鳴器，需要10mA的驅動電流，可在P3.0口接上一只三極管和電阻組成的驅動電路來驅動，如圖6所示。圖6蜂鳴電路在圖中，P3.0接三極管的極端輸入端，當P3.0輸出高電平時，三極管導通，蜂鳴器通電而發(fā)音，當P3.0輸出低電平時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。3.6按鍵電路按鍵電路實現(xiàn)的功能是取號和叫號，客戶通過按鍵實現(xiàn)取號，工作人員通過按鍵實現(xiàn)叫號，使客戶前來相應的窗口辦理業(yè)務，按鍵電路如圖7所示。圖7按鍵電路第4章軟件設計4.1軟件總體設計本程序可實現(xiàn)設計的基本要求，設備上電后，顯示器屏幕亮，無信息顯示。當客戶按鍵后，每按一下，隊伍加1，顯示器顯示客戶隊伍號;排滿20位后，再按取號鍵，屏幕顯示“隊伍滿”。當客服叫號時，隊伍減1，程序進行信息處理，在顯示器上顯示“幾號客戶到幾號窗口”，同時進行聲音提示。LM032L通過D0~D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令，其模塊內(nèi)的控制器有11條控制指令。當液晶顯示屏的接口電路與單片機系統(tǒng)IO按照并行數(shù)據(jù)傳輸方式連接完成以后，即可以對AT89C51單片機進行編程。在液晶屏完成顯示之前首先要對液晶進行初始化。程序流程圖如圖9所示。圖9總程序流程圖4.2各功能模塊的軟件設計4.2.1LCD1602顯示屏命令寫入函數(shù)voidLCD_write_com(ucharcom){e=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay(1000);e=1;delay(1000);e=0;}4.2.2LCD1602顯示屏數(shù)據(jù)寫入函數(shù)voidLCD_write_data(uchardat){e=0;rs=1;rw=0;P0=dat;delay(1000);e=1;delay(1000);e=0;}4.2.3LCD1602顯示屏清空顯示{LCD_write_com(0x01);delay(1000);}4.2.4LCD1602顯示屏初始化函數(shù)voidLCD_init(void){LCD_write_com(0x38);delay(100);LCD_write_com(0x08);LCD_write_com(0x01);LCD_write_com(0x06);delay(100);LCD_write_com(0x0C);}4.2.5簡單的蜂鳴器提示音voidsound(){uinta;for(a=0;a<500;a++){delay(61);sounder=~sounder;}}4.2.6獲取鍵值函數(shù)uintsweep_key(){uintjianzhi;if(key1==0){delay(1000);if(key1==0)jianzhi=1;RankFlag=1;}if(key2==0||key3==0){delay(1000);if(key2==0)jianzhi=2;if(key3==0)jianzhi=3;ClearNumFlag=1;}return(jianzhi);}4.2.7叫號機voidQueueNumProcess(){if(RankFlag==1){if(LengthFlag<20){num_count++;rank_number[LengthFlag]=num_count;}LengthFlag++;}}4.2.8窗口消號處理函數(shù)voidClearNumProcess(){uinti;if(ClearNumFlag==1){num=rank_number[0];for(i=0;i<19;i++){rank_number[i]=rank_number[i+1];}LengthFlag--;}}

第5章系統(tǒng)調(diào)試5.1系統(tǒng)通電調(diào)試系統(tǒng)通電仿真結果如圖9所示：圖9系統(tǒng)通電調(diào)試5.2系統(tǒng)運行調(diào)試在Proteus上畫出電路圖，用C語言編寫的程序，在Keil中生成hex文件，裝入單片機中，這樣可在prteus中運行和仿真，實現(xiàn)排隊叫號。圖10服務叫號圖圖11服務窗口圖

總結本次課程設計所做的是基于單片機的排隊叫號機系統(tǒng)。主要是為了解決大量客戶的擁擠排隊的問題，并同時使事業(yè)單位改善服務品質、提升營業(yè)形象。排隊系統(tǒng)完全模擬了人群排隊全過程，通過取號進隊、排隊等待、叫號服務等功能，代替了人們站隊的辛苦，把顧客排隊等待的煩惱變成一段難得的休閑時光，使客戶擁有了一個自由的空間和一份美好的心情。在整個設計過程中，我充分發(fā)揮了人的主觀能動性，自主學習，學到了許多課堂上沒學到的知識。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題，經(jīng)過靜下心來思考查資料，和同學討論，向老師請教，理清了思路，再加上先前做計算機控制技術課程設計積累的經(jīng)驗，完成對程序的編寫。進一步提高了對單片機的認識，進一步熟悉和掌握單片機的結構及工作原理。通過實際程序設計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調(diào)試技術，提高軟件設計、調(diào)試能力;通過這次設計熟悉以單片機核心的應用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，掌握硬件電路設計的基本方法和技術。最終較好的完成了設計，達到了預期的目的，完了最初的設想。經(jīng)過了一個星期課設，我學到了不少課堂上未曾接觸過的知識。同時又把把以前沒有學好的程序專業(yè)知識進行了補充和加強，加深了我對于單片機和數(shù)字電路的認識和理解，鞏固了自己所學的專業(yè)知識，相信在以后的學習和工作中碰到這些基礎的元器件我會更加得心應手。

參考文獻康萬新.畢業(yè)設計指導及案例剖析—應用電子技術方向[M].北京:清華大學出版社，2017.楊連國.醫(yī)院智能排隊叫號系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].南京:東南大學,2016.胡漢才.單片機原理及其接口技術[M].北京:清華大學出版社，2019.郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].北京:電子工業(yè)出版社，2019.閻石.數(shù)字電子技術[M].北京:高等教育出版社，2020.滕麗麗.基于單片機的銀行排隊系統(tǒng)的設計[J].信息科技,2016,11(2）:246—247.史毓達,曲豪.嵌入式排隊系統(tǒng)叫號器終端設計與實現(xiàn)[J].湖北第二師苑學院學報,2019，26

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94-95.彭偉.單片機C語言程序設計實訓100

例:基于8051+Proteus仿真