1、畢業論文-銀行排隊叫號系統的設計 本科畢業設計論文題 目 銀行排隊叫號系統的設計 學生姓名 陳 福 秀 專業班級 09 電子科學與技術1班 學 號 200931002 院 系 電氣工程學院 王繼紅 講師 7>2013 年05月18日 鄭州科技學院電氣工程學院 二一三年五月鄭州科技學院畢業設計論文任務書題目一收集整理與課題有關技術與產品資料確定系統方案設計電路原理圖繪制電路板編寫應用程序進行焊接調試并撰寫畢業論文二基本要求1 檢索與課題有關的資料提出自己的設計方案方案應具有可行性經濟性寫出開題報告2 編寫論文初稿3 在的初稿基礎上撰寫畢業論文 4 畢業論文的撰寫要求認真工整條理清晰正確標準

2、三主要參考資料1 張毅坤編單片微型計算機原理及其應用M 西安西安電子科技大學出版社 19982 金篆芷王明時 現代傳感器技術M北京電子工業出版社1995 3 呂俊芳 傳感器接口與檢測儀器電路M北京北京航空航天出版社 1994完 成 期 限指導教師簽名專業負責人簽名2013年月日摘 要排隊叫號系統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能夠很好地解決客戶在服務機構辦理業務時所遇到的各種排隊擁擠和混亂現象為客戶辦理業務帶來莫大的方便和愉悅本課題研究的是一款無人排隊的排隊叫號系統它主要由系統主從機鍵盤顯示電路蜂鳴器電路等部分構成系統利用AT89C51

3、 單片機進行控制通過串行通信方式傳輸處理數據通過按鍵取號在LCD1602 上顯示排隊的號碼以及當前正在等待的人數通過按鍵叫號在LCD1602 上顯示叫到的號碼由蜂鳴器發出聲音提示客戶這種現代化的高科技產品徹底解決了銀行工商稅務通訊政府機構等部門的服務大廳普遍存在的站立等候服務無序的問題同時免除了令客戶不舒服的站立式排隊深化完善了服務的質量本系統采用AT89C51 單片機進行控制利用LCD1602 顯示蜂鳴器鳴叫提示的人機交互界面模擬排隊管理系統科學的處理各種排隊情況具有操作簡便控制靈活顯示清晰制作成本低性價比較高等特點關鍵詞AT89C51單片機 LCD1602 排隊叫號 系統開發ABSTRAC

4、T In this paper design a set of line up your turn system Queue smoke number sequence as the core the system is based on the client using the client staff using your turn end your turn By timely display the current call number timely understanding of line information through the reasonable structure

5、of program to perform the line number In order to improve the line efficiency solve the order queue held after the crowded phenomenon such as before to realize the automatic line standardization Through the use of the system the customer dont need to line up wasting a lot of energy facilitate manage

6、ment order in line at the same time to adapt the request of digitized information age management raises the service level and quality Queuing system is aimed at a bank industrial and commercial taxation telecommunicationsgovernment agencies and other departments of the hall work flow design is the u

7、se of computer science and the management of customers queuing system can be very good used to solve customers in the service institution for business encountered by the various queues jam and confused phenomenon for customers for the business has brought great the convenience and pleasureThis resea

8、rch is an unmanned queuing queuing system which is mainly composed of master and slave machine system keyboard display circuit a buzzer circuit componentsThe system uses AT89C51 MCU control serial communication through transmission processing data through the keys and number the LCD1602 display line

9、 numbers and the current waiting number through the button called in the LCD1602 display the call number the buzzer sound prompts the customerThe modern high-tech products completely solve the industry and commerce taxation banking telecommunications government agencies and other departments of the

10、service hall universal stand waiting service the disorder problem at the same time from customer uncomfortable standing in line deepen and perfect the quality of serviceThe system uses the AT89C51 microprocessor control using LCD1602 display buzzer prompts the human-computer interaction interface si

11、mulation of the queue management system scientific processing a variety of queuing and has the advantages of simple operation flexible control clear display low production cost high cost performance characteristicsKeywordsAT89C51 single chip microcomputer LCD1602 line up your turn the system develop

12、ment目 錄 摘 要IABSTRACTII1 緒論111 課題來源112 國內外發展狀況113 有線系統與無線系統314 發展前景415 系統的設計目的42 系統的需求分析53 系統總體設計77com 方案要求7com 方案確立732 方案原理833 異步通信934 系統的體系結構1035 系統的軟件結構1036 系統的基本功能和工作原理11com 排隊系統的基本功能11com 工作原理11 37 排隊系統工作流程12com 數據處理流程12com 客戶工作流程13com 工作人員工作流程com 系統工作流程1338 主要應用器件及技術原理14com 微處理器介紹14com 液晶LCD160

13、2的介紹 16com 硬件概要設計22com 軟件概要設計234 系統硬件設計2541 主要電路設計25com 主機部分電路25com 從機部分電路2642 功能部分電路設計26com 單片機最小系統電路26com 1602 液晶顯示電路28com 按鍵部分電路30com TXD串行發送和RXD315 系統軟件設計3251 排隊系統主從機軟件設計32com 32com 系統主機叫號終端的設計3252 主要子程序流程圖33com 蜂鳴器子程序33com LCD顯示子程序34com 窗口消號處理子程序356 系統電路設計3761 液晶顯示電路3762 聲音提示電路377 系統 Proteus 仿真

14、實現3771 系統的硬件實現3772 系統的軟件實現3873 系統集成與仿真38結論42致謝43參考文獻44附錄A 主機程序清單46附錄B 從機程序清單57附錄C 總體設計圖631 緒論11 課題來源本文基于單片機的排隊叫號系統由客戶端和主機終端組成有LCD大屏幕顯示信息讓客戶知道自己的隊號并有叫號提示音提醒客戶方便快捷可以滿足日常的服務行業排隊叫號所以非常有意義12 國內外發展狀況 等等在我國特別是在我國加入世貿組織之后排隊技術也被引進國內并在我國特有的高速經濟發展的環境中得到飛速發展普及及應用我國的排隊技術產品也由1998-2001年的起步期2001-2003年的發展期到現階段的高速發展期

15、逐漸生產出適合我國國情排隊系統產品客戶對排隊系統產品的應用也逐漸習慣并樂于接受智能排隊系統就是人們現在樂于接受的系統排隊技術最早出現在歐美等西方國家開始的排隊系統僅限于工作人員的人工呼叫隨著現代技術的不斷發展特別是計算機技術的應用使排隊技術的發展也突飛猛進目前己具備多種功能如樂音提示語音合成呼叫Voice-calling呼叫終端Operation Terminal以及柜臺顯示Counter Display和綜合顯示-Main Display為主的各種數碼管顯示LCD顯示LED顯示PDP顯示等號碼發放也由取號機自動打印 Ticket Dispenser 到觸摸屏查詢取號按鍵取號特殊識別取號等等排

16、隊技術產品的出現徹底改變了以前許多需要長時間排隊場所的無序模式也被越來越多的行業所采用以提高管理水平和自身競爭力智能排隊機或稱智能排隊系統是一種綜合運用計算機技術網絡技術多媒體技術通訊控制技術的高新技術產品它完全模擬了人群排隊過程通過取號進隊排隊等待叫號服務等功能取代各類服務性窗口傳統的由顧客站立排隊的方式實現了計算機系統代替客戶進行排隊的過程適用于各類窗口服務行業目前在國外已經廣泛應用于金融醫院電信以及各級政府對外服務窗口等行業如今國際上的排隊叫號系統發展主要表現在以下幾方面1虛擬物理呼叫器 選擇這兩種配置中的任一種均可利用現有的電腦網絡線即可省去另外單獨布線的煩惱也節約了工程布線費用的開支

17、虛擬呼叫器配置非常適合電腦已聯網情況下使用物理呼叫器較適合不需電腦的科室使用根據實際配置情況虛擬和物理呼叫器可在合適的情況下互換2后臺監控可以實現高層管理人員足不出戶即可實時了解服務動態便于適時調動人員方便管理3高度集成所有主要器件都內置控制板微處理器 CPU 網絡接口4排隊叫號系統已經開始向功能齊全外觀時尚且輕便小巧等特點開始發展 國內市場上雖然目前有一些國外引進的排隊系統產品但價格高昂近幾年國內服務性行業逐步開始使用國內研制的排隊機系統國內外同類設計1基于ARM的微控制器的排隊叫號系統設計采用Philip LPC2134的排隊叫號系統中鍵盤作為人機接口界面是嵌入式系統的關鍵組成部分液晶顯示

18、屏作為輸出部分通過采用NXP高性能高集成度高性價比的32位ARM內核處理器LPC2134在管理機部分不用擴展RAM和語音電路在機械部分設計時不用擴展IO接口電路大大降低了設計的復雜性以及系統的設計成本且增強了系統的可移植性2基于單片機的排隊叫號系統系統分為兩個模塊抽號模塊和叫號模塊其控制核心均為AT89C51單片機抽號模塊采用LCD液晶顯示器這樣顯示數據直觀便于客戶理解叫號模塊采用數碼管顯示此模塊只需顯示當前所叫號數因此采用數碼管顯示清楚直觀客戶容易看清當前所叫號數抽號模塊輸入只需使用一個抽號按鍵即可便于客戶操作叫號模塊包括叫號鍵和清零鍵工作人員除了可以叫號外還可以隨時按清零鍵復位排隊系統13

19、 有線系統與無線系統智能排隊管理系統目前已滲透到我們生活的各個方面在銀行醫院的服務大廳中我們已充分享受到它的優越性目前國內智能排隊管理系統己發展到無線排隊系統采用計算機技術和無線通信組網通訊等技術實現了更高層次的排隊智能化管理由于采用了無線通信組網技術整個系統無須敷設明線僅需接上電源即可使用特別適用于已經裝修完畢的營業大廳系統各單元之間即可無線路連接也可局部采用傳統網線連接配置十分靈活如想將原有線系統改成無線最多只需增加兩個無線模塊即可實現無線功能大大降低成本有線方式與無線方式的排隊系統所實現的功能是完全一樣的所不同的是有線方式制造成本低但需要事先預埋走線槽或走明線安裝工作量大另外有線方式排隊

20、機系統任何一個設備出現故障時整個系統都要停下來進行檢修和更改采取無線方式最大的特點就是不受環境的影響安裝方便快捷減輕施工難度非常便于現場安裝調試和售后服務且系統除主機外任何設備出現故障時都可實時在線更換和維修系統穩定性提高徹底解決了線路故障的擔憂無線方式與有線方式相比不足是成本稍高常便于現場安裝調試和售后服務且系統除主機外任何設備出現故障時都可實時在線更換和維修系統穩定性提高徹底解決了線路故障的擔憂無線方式與有線方式相比不足是成本稍高14 發展前景隨著服務行業的迅猛發展客戶對服務質量的要求越來越高智能化的管理系統應用越來越廣闊在銀行醫藥車站海關稅務等方面智能排隊系統應用更加廣闊智能化水平顯著提

21、高隨著智能化的進一步加深服務質量越來越好我們國家的服務行業將得到迅猛的發展同時以智能化為依托客戶對服務行業的滿意度會越來越高服務行業的服務水平會越來越高像排隊擁擠排隊無序而致使客戶浪費時間以及由此引發的客戶與客戶客戶與服務人員間的不滿情緒將隨著智能排隊系統的開發和廣泛應用而得到圓滿解決15 系統的設計目的銀行排隊系統是為解決一些銀行大廳排隊問題而設計的一個很好的叫號系統它的功能設計首先要符合用戶的習慣同時操作方便易學易用設計開發銀行排隊系統目的在于系統能夠有效地提高工作人員的工作效率能夠使顧客合理的安排等待時間讓顧客感到服務的公平公正2 系統的需求分析 解決銀行排隊問題可以運用信息技術手段研發

22、銀行排隊系統通過使用銀行排隊系統實現智能排隊管理改善排隊秩序混亂等弊端能很好地解決客戶在服務中所遇到的各種排隊問題2系統功能需求 結合銀行實際排隊問題和銀行客戶的需求設計研發的銀行排隊系統主要具備如表2-1所示的系統功能需求表21 系統功能需求LED屏幕的顯示排隊序列通告和柜臺窗口分類通過LED屏幕利用計算機等硬件實時控制顯示排隊序列和窗口劃分銀行職員控制呼叫客戶進行服務通過計算機等硬件設備控制廣播實現排隊系統自動叫號22 非功能性需求 為了銀行排隊系統更好地解決客戶在排隊中所遇到的各種現象方便客戶辦事及銀行管理做到公正合理有序對銀行排隊系統設計了如表2-2的系統非功能性需求由表22所示我們公

23、司設計的銀行排隊系統具備良好的安全性可靠性和穩定性保障了銀行的各種業務運行對銀行排隊系統我們選擇了使用如表23所示的資源表22 非功能性需求由表22所示我們公司設計的銀行排隊系統具備良好的安全性可靠性和穩定性保障了銀行的各種業務運行對銀行排隊系統我們選擇了使用如表23所示的資源23資源使用資源硬件資源軟件資源觸摸屏控制器LED屏幕廣播設備叫號控制器觸摸屏子系統軟件智能排隊子系統軟件LED子系統軟件廣播子系統軟件叫號子系統軟件數據庫管理系統軟件描述獲取客戶信息顯示排隊序列呼叫廣播叫號控制驗證客戶信息劃分服務類型根據客戶信息智能排隊控制LED屏幕顯示控制廣播內容叫號序列管理客戶信息的記錄和更新如表

24、23所示對銀行排隊系統進行了合理配置資源有效發揮系統的排隊管理職能提高了銀行的服務效率從而解決了銀行排隊問題3 系統總體設計 31 方案論證com 方案要求 在銀行電信航空醫院等繁忙的公共服務場所營業窗口前大量涌擠的人群與無序的排隊一方面嚴重影響窗口的服務質量與效率以及企業公共形象和業務量另一方面傳統柜臺服務存在不安全隱患偷盜密碼已經不再是個別案例顧客站立排隊即辛苦枯燥又浪費時間還存在插隊等現象而且多窗口的服務往往讓人無所適從經常因排錯隊而浪費了寶貴的時間顧客盼望只排一個隊只接受咚請XXX號顧客到XX號窗口辦理和隨機出現的客戶流進行自動管理順序呼叫顧客到對應的窗口前辦理業務各設備相互獨立主機通

25、過RS-485總線與各窗口設備相連com 方案確立 系統的設計理念基于數據隊列原理遵循先來先辦的原則智能排隊系統的智能體現在該系統對的處理是根據運籌學中的排隊論來設計的管理中心查詢各個服務臺空閑情況根據服務臺總數目進行輪詢算法以確認下一個取得客戶的服務臺號 我們采用上位單片機 主機 實現綜合管理和控制將語音模塊打印機模塊等集成在主機內下位從機包括一個主顯示屏若干呼叫器和窗口顯示屏這些設備相互獨立均由單片機控制主機包括語音模塊打印機模塊LCD顯示模塊完成號碼的打印存儲分類并通過RS-485總線與從機通信根據預設程序工作即使增加或減少窗口設備也不需任何設置只要接上就能用基本不需維護呼叫器用于窗口工

26、作人員操作通過按鍵與主機聯系接受主機發送來的命令和數據及向主機發出請求操作簡單并有LCD顯示屏顯示主顯示屏為三屏數碼管顯示安放在大廳處接受主機發來的數據顯示最近三條顧客號碼信息窗口顯示屏接受主機發來的數據顯示當前服務顧客號呼叫器與窗口顯示屏一一對應使用時將用于設置窗口號的撥碼開關撥到相同位置采用本方案是充分考慮了系統控制的可靠性穩定性和靈活性使安裝和操作簡便使用直觀化簡單化在綜合以上因素的基礎上盡量降低系統的開發成本使其真正具有實際的工程價值和意義 32 方案原理圖31 系統原理框圖本系統是一種集單片機控制串行口通信網絡通信語音識別與處理等理論為一體的綜合控制系統系統由上位主機和下位從機組成兩

27、級控制管理體系采用RS-485總線及串行通信協議實現分布式管理與控制系統由一臺主機和若干窗口設備組成各自獨立的單片機系統通過RS-485總線組成分布式通信系統可實現按顧客到達的先后次序自動排號及語音提示作為上位機的主機是整個系統的管理和控制核心完成號碼的打印存儲分類并通過RS-485總線發送到從機同時在LCD上顯示和通過音響播放語音信息呼叫器接受主機發送來的命令和數據及向主機送出請求同時在LCD液晶顯示屏上顯示當前信息主顯示屏為三屏數碼管顯示接受主機發來的數據顯示最近三條顧客號碼信息窗口顯示屏接受主機發來的數據顯示當前服務顧客號碼所有設備都采用四芯線纜連接其原理框圖如圖所示 33 異步通信單片

28、機之間的通信涉及到串行通信串行通信是指將構成字符的每個二進制數據位依據一定的順序逐位進行傳送的通信方法在串行通信中有異步通信和同步通信兩種基本方式考慮到銀行叫號系統的傳輸距離不遠傳輸信息量不是很大決定采用異步通信方式 異步通信異步串行通信規定了字符數據的傳送格式即每個數據以相同的幀格式傳送每一幀信息由起始位數據位和停止位組成如圖2所示 在通信線上沒有數據傳送時處于邏輯1狀態當發送設備要發送一個字符數據時首先發送一個邏輯0信號這個邏輯電平就是起始位當接收設備檢測到這個低電平后就開始準備接收數據位信號當接收設備接收到起始位后緊接著就會接收數據位在傳送過程中數據位從最低位開始傳送數據位發送完后可以發

29、送奇偶校驗位奇偶校驗位用于有限差錯檢測通信雙方通信時須約定一致的校驗方式就數據傳送而言奇偶校驗位是冗余位但他表示數據的一種性質在奇偶位或數據位發送之后發送的是停止位停止位是一個字符數據的結束標志在異步通信中字符數據以圖2的格式一個接一個的發送在發送間隙通信線路總處于邏輯1狀態每個字符數據的傳送均以邏輯0狀態開始34 系統的體系結構銀行排隊系統的體系結構如圖33所示圖33 系統的體系結構 35 系統的軟件結構 圖34 系統軟件結構圖 根據需求分析對系統進行軟件結構設計如圖34所示 36 系統的基本功能和工作原理 36 本設計主要利用單片機AT89C51芯片和LCD1602液晶顯示采用按鍵來對顯示

30、器和蜂鳴器加以控制來完成一個主從機分別管理排隊和叫號的系統其主要功能是分別利用客戶端使用一個從機排隊服務機構使用一個主機來管理從機的排隊信息具體功能如下 1 從機客戶通過按鍵依次加1完成取號由1602液晶顯示當前客戶在排隊中的位置設定最大的排隊人數是10人當排隊人數超過10時顯示排隊已滿排隊 2 主機設有2個辦理業務的窗口通過按鍵來完成叫號由1602液晶顯示NO come to NO window Please并配有蜂鳴器發出蜂鳴聲叮咚加以提示排隊是否空或已滿空滿都在1602液晶上顯示相關字樣在服務機構端可按鍵顯示剩余排隊人數等信息com 工作原理 圖35 系統原理圖本系統選用我們常用單片機芯

31、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來實現以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采用如圖35所示的主要硬件電路運用串行通信原理通過按鍵給計數器脈沖達到計數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提示客戶的作用37 排隊系統工作流程 com 數據處理流程 如圖36所示排隊系統基本流程圖以要處理的排隊信息為主體由客戶在系統從機取號終端上按鍵后產生的一條記錄開始給出了數據處理的整個流程2圖36 數據處理流程圖com 客戶工作流程客戶到達服務大廳后先到排隊系統從機取號終端上按鍵取號

32、得到自己的服務票號后到相應的休息位置等候語音提示同時關注相關顯示屏幕和語音提示的信息當被叫到自己的票號時根據語音提示和顯示屏幕的顯示信息到相應窗口辦理業務com 工作人員工作流程工作人員到達指定窗口后即可看到叫號終端上顯示的等待人數待準備好服務客戶時按鍵開始工作每服務完一個客戶后就按客戶com 系統工作流程根據銀行排隊系統實際需求實現了如圖37所示的排隊系統工作流程根據圖37所示的銀行排隊系統工作流程所示客戶通過觸摸控制器中輸入賬號密碼和選擇服務類型銀行排隊系統通過銀行網絡進行賬戶分析驗證驗證成功后通過網絡工具獲取客戶信息并記錄更新隨之系統將根據獲取的客戶信息進行智能排隊并將排隊序列傳輸到打印

33、機中通過打印機打印排隊序列提供給客戶客戶持號票在休息區休息等待留意顯示屏及語音提示叫號與此同時排隊序列信息將傳輸到LED屏幕進行顯示并傳輸到叫號子系統中當銀行職員按鍵控制系統呼叫下一位客戶的時候叫號子系統將控制LED顯示和廣播呼叫客戶進行服務通過這樣的銀行排隊系統工作流程實現銀行排隊的有效管理圖37銀行排隊系統工作流程 38 主要應用器件及技術原理 com 微處理器介紹·MCS-51單片機的特點1小巧靈活成本低易于產品化能組裝成各種智慧式測控設備及智能儀器儀表 2可靠性好應用范圍廣單片機芯片本身是按工業測控環境要求設計的抗干擾性強能適應各種惡劣的環境這是其它機種無法比擬的3易擴展很容

34、易構成各種規模的應用系統控制功能強單片機的邏輯控制功能很強指令系統有各種控制功能指令可以對邏輯功能比較復雜的系統進行控制 4具有通訊功能可以很方便地實現多機和分布式控制形成控制網絡和遠程控制 正是由于51系列單片機具有以上優點所以成為本次畢業設計所選用的處理器51系列單片機中的AT89C51單片機是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓高性能CMOS 8位微處理器俗稱單片機單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次從工作原理上講單片機就是一種微型計算機是一種程序存儲式計算機它

35、是在一塊硅片上集成了中央處理器CPU隨機內存RAM程序內存ROM或EPROM定時計數器以及各種IO接口也就是集成在一塊芯片上的計算機其結構圖如下圖38所示 圖38 MCS-51單片機的結構 主要功能特性·與MCS-51兼容 ·4K字節可編程閃爍存儲器 ·壽命1000寫擦循環 ·數據保留時間10年 ·全靜態工作0Hz-24Hz ·三級程序存儲器鎖定 ·1288位內部RAM ·32可編程IO線 ·兩個16位定時器計數器 ·5個中斷源 ·可編程串行通道 ·低功耗的閑置和掉電模式 &

36、#183;片內振蕩器和時鐘電路 com 液晶LCD1602的介紹 字符型液晶顯示器的顯示原理用LCD顯示一個字符時比較復雜因為一個字符由6x8或8x8點陣組成既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區的8個字節還要使每字節的不同位為1其它的為0為1的點亮為0的不亮這樣一來就組成某個字符但對于內帶字符發生器的控制器來說顯示字符就比較簡單了可以讓控制器工作在文本方式根據在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示RAM對應的地址設立游標在此送上該字符對應的代碼即可由于1602以前沒學過在此詳細介紹一下液晶LCD1602的簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母數字符號等點陣式LCD目前

37、常用161162202和402行等的模塊下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例介紹其用法一般1602字符型液晶顯示器實物如圖39所示圖39 LCD1602字符型液晶顯示器 1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種基控制器大部分為HD44780帶背光的比不帶背光的厚是否帶背光在應用中并無差別兩者尺寸差別如下圖310所示圖310 1602LCD尺寸圖1602LCD主要技術參數顯示容量16×2個字符 芯片工作電壓4555V 工作電流20mA 50V 模塊最佳工作電壓50V 字符尺寸295×435 W×H mm 引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳

38、無背光或16腳帶背光接口各引腳接口說明如表31所示 表31引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數據2VDD電源正極10D3數據3VL液晶顯示偏壓11D4數據4RS數據命令選擇12D5數據5RW讀寫選擇13D6數據6E使能信號14D7數據7D0數據15BLA背光源正極8D1數據16BLK背光源負極第1腳VSS為地電源 第2腳VDD接5V正電源 第3腳VL為液晶顯示器對比度調整端接正電源時對比度最弱接地時對比度最高對比度過高時會產生鬼影使用時可以通過一個10K的電位器調整對比度 第4腳RS為寄存器選擇高電平時選擇數據寄存器低電平時選擇指令寄存器第5腳RW為讀寫信號線高

39、電平時進行讀操作低電平時進行寫操作當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數據 第6腳E端為使能端當E端由高電平跳變成低電平時液晶模塊執行命令第714腳D0D7為8位雙向數據線 第15腳背光源正極 第16腳背光源負極1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令如表32所示 表32控制命令表序號RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回0000000013置輸入模式00000001IDS4顯示開關控制0000001DCB5光標或字符移位0000

40、01SCRL600001DLNF7置字符發生存貯器地址0001字符發生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數到CGRAM或DDRAM10要寫的數據內容11從CGRAM或DDRAM讀數11讀出的數據內容 1602液晶模塊的讀寫操作屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的 說明1為高電平0為低電平 指令1清01H光標復位到地址00H位置 指令2光標復位光標返回到地址00H 指令3光標和顯示模式設置 ID光標移動方向高電平右移低電平左移 S屏幕上所有文字是否左移或者右移高電平表示有效低電平則無效 指令4顯示開關控制D控制整體顯示的開與關高電平表

41、示開顯示低電平表示關顯示C控制光標的開與關高電平表示有光標低電平表示無光標B控制光標是否閃爍高電平閃爍低電平不閃爍 指令5光標或顯示移位SC高電平時移動顯示的文字低電平時移動光標 指令6功能設置命令DL高電平時為4位總線低電平時為8位總線N低電平時為單行顯示高電平時雙行顯示F低電平時顯示5x7的點陣字符高電平時顯示5x10的點陣字符 指令7字符發生器RAM地址設置 指令8DDRAM地址設置 指令9讀忙信號和光標地址BF為忙標志位高電平表示忙此時模塊不能接收命令或者數據如果為低電平表示不忙 指令10寫數據 指令11讀數據與HD44780相兼容的芯片時序表33如下表33基本操作時序表輸入RS LR

42、W HE H輸出D0D7 狀態字寫指令輸入RS LRW LD0D7 E 高脈沖輸出無讀數據輸入RS HRW HE H輸出D0D7 數據寫數據輸入RS HRW D0D7 數據E 高脈沖輸出無讀寫操作時序如圖311和312所示 圖311讀操作時序 圖312寫操作時序1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表液晶顯示模塊是一個慢顯示器件所以在執行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平表示不忙否則此指令失效要顯示字符時要先輸入顯示字符地址也就是告訴模塊在哪里顯示字符圖3是1602的內部顯示地址圖313 1602的內部顯示地址例如第二行第一個字符的地址是40H那么是否直接寫入40H就可以將光標定位在

43、第二行第一個字符的位置呢這樣不行因為寫入顯示地址時要求最高D7恒定為高電平1所以實際寫入的數據應該是01000000B40H10000000B 80H 11000000B C0H 在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的無需人工干預每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態1602液晶模塊內部的字符發生存儲器CGROM已經存儲了160個不同的點陣字符圖形如圖3所示這些字符有阿拉伯數字英文字母的大小寫常用的符號和日文假名等每一個字符都有一個固定的代碼比如大寫的英文字母A的代碼是01000001B41H顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來我們就能看

44、到字母A圖314 字符代碼與圖形對應圖1602LCD的一般初始化復位過程延時15mS 寫指令38H不檢測忙信號 延時5mS 寫指令38H不檢測忙信號延時5mS 寫指令38H不檢測忙信號以后每次寫指令讀寫數據操作均需要檢測忙信號 寫指令38H顯示模式設置 寫指令08H顯示關閉 寫指令01H顯示清屏 寫指令06H顯示光標移動設置 寫指令0CH顯示開及光標設置com 硬件概要設計本智能排隊叫號系統這一課題其具體要求和功能完全模擬人群排隊過程通過取號排隊等待叫號服務等功能代替人們站隊實現機器自動代替人排隊的過程在大廳明顯處放置一臺主從機顧客來到后鍵從機自動排號并在顯示器上顯示你在隊列中的位置顧客根據顯

45、示器上的序號與等待人數可選擇在大廳休息處休息或辦別的事當某窗口號顯示顧客序號同時音響提示音響起時該顧客便可前往相應窗口接受一對一的服務每位窗口工作人員使用蜂鳴器接受主機命令可按鍵受理下一位序號客戶業務每服務完一位顧客后再按鍵呼叫器上的號碼自動跳到下一個序號受理序號同時此號碼顯示在窗口顯示屏上顯示并用蜂鳴提示以提示顧客前來接受服務總體設計框圖如圖5硬件設計總體框圖所示圖315硬件設計總體框圖綜合以上情況我們采用上位單片機 主機 實現塊和AT89C51單片機芯片控制通過按鍵K 0傳送數據到受從機發送來的有1602液晶顯示顯示蜂鳴器與窗口顯示器一一對應使用時將用于設置窗口號的撥碼開關撥到相應位置即可

46、用AT89C51單片機芯片獨立按鍵叫號顧客使用獨立按鍵代表四個窗口營業員控制端無源蜂鳴器起到發出提示音的作用1602液晶顯示信息以及相應的輔助外圍電路部分com 軟件概要設計 本文介紹的排隊叫號系統軟件設計采用Keil uvision4作為開發平臺整個系統分為主機和從機兩大部分 1 主機部分 主機部分又稱為叫號服務終端主要實現接收從機數據并處理數據的功能主要由以下幾部分構成 串行通信部分本部分的功能是接收從機發送的數據 捕獲按鍵信息部分本部分以中斷的方式捕獲按鍵信息根據不同的按鍵來實現不同的功能 液晶顯示部分本部分通過給1602液晶顯示器寫入指令和數據對要實現的功能進行顯示 蜂鳴器部分本部分通

47、過給單片機相應接口送入高低電平并加以延時使其實現發出延時 處理數據部分本部分主要接收到的數據進行處理實現叫號消號統計等功能 從機部分 從機部分又稱取號終端主要實現客戶取號并將獲取數據發送至主機主要分為以下幾部分 串行通信部分本部分是將用戶獲取的數據發送至主機 捕獲按鍵信息部分本部分通過按鍵使用戶獲得票號信息 液晶顯示部分本部分通過給1602液晶顯示器對用戶獲取的票號信息進行顯示 對于硬件部分和軟件部分的具體設計在后面章節會有詳細敘述 4 系統硬件設計 41 主要電路設計 com 主機部分電路如圖1所示圖41主機部分 com 從機部分電路 如圖42所示從機部分主要實現的功能是客戶按鍵取號通過按鍵

48、K0依次加1取號并在1602液晶屏上顯示客戶抽取的票號上限為10人當取號達到上限后通過液晶屏顯示The queue is fullplease wait的信息提示隊列已滿當客戶抽取票號后從機會通過串行通信將票號信息發送至主機圖42 從機部分 42 功能部分電路設計 com小系統電路 單片機AT89C51的最小系統電路3包括時鐘振蕩電路復位電路兩個部分圖43即為AT89C51單片機的最小系統結構圖 圖43 單片機最小系統在AT89C51中有一個構成內部震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接石英或陶瓷震蕩器一起構成自激震蕩器

49、震蕩電路外接石英晶體 或陶瓷震蕩器 及電容C1C2接在放大器的震蕩回路中構成并聯震蕩電路對外接電容C1C2雖然沒有非常嚴格的要求但電容的大小會輕微影響震蕩頻率的高低震蕩工作的穩定性起震的難易程序及溫度穩定性如果使用石英晶體推薦使用30pF±10pF而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF圖4-4即為本系統用到的外部震蕩電路圖44 外部震蕩電路 RESET腳上保持一定時間的高電平單片機檢測到這個電平保持時間大于它要求的時間就會自動復位通常在單片機工作出現混亂或死機時使用手動復位可實現單片機重啟它們是單片機進行正常工作所必需的部分RSTVPD 9腳 芯片內部進行初始復位復

50、位后片內存儲器的狀態如表所示P1P3口輸出高電平初始值07H寫入堆棧指針SP清0程序計數器PC和其余特殊功能寄存器但始終不影響片內RAM狀態只要該引腳保持高電平89C51將循環復位RATVPD從高電平到低電平單片機將從0號單元開始執行程序另外該引腳還具有復用功能只要將VPD接5V備用電源一旦Vcc電位突然降低或斷電能保護片內RAM中的信息不丟失恢復電后能正常工作 AT89C81通常采用上電自動復位和開關手動復位我們采用的是手動復位開關如圖4手動開關所示手動開關未按下之前電容正極處于待電狀態當按鍵按下去后VCC與GND導通電容放電從而實現放電圖45所示即為本系統的復位電路圖45 復位電路com 1602在數字測量儀表和各種數字系統中都需要將數字量直觀的顯示出來一方面供人們直接讀取測量和運算的結果另一方面用于監視數字系統的工作情況因此數字顯示電路是許多數字設備不可缺少的部分 數字顯示電路通常由譯碼器驅動器和顯示器等部分組成如圖46顯示器原理所示