银行排队叫号系统的设计 毕业论文.doc

本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 题 目 银行排队叫号系统的设计 学生姓名 专业班级 09 电子科学与技术 1 班 学 号 200931002 院 （系） 电气工程学院 指导教师(职称) 完成时间 2013 年 05 月 18 日 郑州科技学院电气工程学院郑州科技学院电气工程学院 二二一三年五月一三年五月 郑州科技学院毕业设计（论文）任务书郑州科技学院毕业设计（论文）任务书 题目题目 银行排队叫号系统的设计银行排队叫号系统的设计 专业专业 0909 电科电科 学号学号 200931002200931002 姓名姓名 一、主要内容 收集，整理与课题有关技术与产品资料，确定系统方案，设计电路原理图， 绘制电路板，编写应用程序，进行焊接调试并撰写毕业论文。 二、基本要求 1. 检索与课题有关的资料，提出自己的设计方案，方案应具有可行性、经济 性；写出开题报告。 2. 编写论文初稿。 3. 在的初稿基础上撰写毕业论文。 4. 毕业论文的撰写，要求认真工整、条理清晰、正确标准。 三、三、主要参考资料 1. 张毅坤编.单片微型计算机原理及其应用m 西安：西安电子科技大学出 版社 1998 2. 金篆芷.王明时 现代传感器技术m.北京：电子工业出版社 1995 3. 吕俊芳. 传感器接口与检测仪器电路m.北京：北京航空航天出版社 1994 完完 成成 期期 限：限： 指指导导教教师师签签名名： 专业负责人签名：专业负责人签名： 2013 年年 5 月月 18 日日 中文摘要 i 摘摘 要要 本文设计了一套排队叫号系统。该系统是以排队抽号顺序为核心，客户利 用客户端抽号，工作人员利用叫号端叫号；通过显示器及时显示当前所叫号数， 客户及时了解排队信息，通过合理的程序结构来执行排队抽号。以提高排队等 待效率，解决排队秩序混乱，前拥后挤等现象，实现排队自动化，规范化。通 过该系统的使用，客户不必为排队浪费大量精力，便于管理排队秩序，同时适 应信息时代管理数字化的要求，提高服务水平与质量。 排队叫号系统是针对银行、工商、税务、通讯、政府机构等部门的大厅工 作流程设计的，是利用电脑的科学管理客户排队的系统，能够很好地解决客户 在服务机构办理业务时所遇到的各种排队、拥挤和混乱现象，为客户办理业务 带来莫大的方便和愉悦。本课题研究的是一款无人排队的排队叫号系统，它主 要由系统主从机、键盘、显示电路、蜂鸣器电路等部分构成。系统利用 at89c51 单片机进行控制，通过串行通信方式传输处理数据；通过按键取号， 在lcd1602 上显示排队的号码以及当前正在等待的人数；通过按键叫号，在 lcd1602 上显示叫到的号码，由蜂鸣器发出声音提示客户。这种现代化的高科 技产品彻底解决了银行、工商、税务、通讯、政府机构等部门的服务大厅普遍 存在的站立等候、服务无序的问题，同时免除了令客户不舒服的站立式排队， 深化完善了服务的质量。本系统采用at89c51 单片机进行控制，利用lcd1602 显示，蜂鸣器鸣叫提示的人机交互界面，模拟排队管理系统，科学的处理各种 排队情况，具有操作简便、控制灵活、显示清晰、制作成本低、性价比较高等 特点。 关键词：at89c51 单片机 lcd1602 排队叫号 系统开发 中文摘要 ii abstract ii abstract 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 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 management 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, telecommunications,government agencies and other departments of the hall work flow design, is the use 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 pleasure.this research is an unmanned queuing queuing system, which is mainly composed of master and slave machine system, keyboard, display circuit, a buzzer circuit components.the system uses at89c51 mcu control, serial communication through transmission processing data; through the keys and number, the lcd1602 display line numbers and the current waiting number; through the button called, in the lcd1602 display the call number, the buzzer sound prompts the customer.the modern high- tech abstract iii products completely solve the industry and commerce, taxation, banking, telecommunications, government agencies and other departments of the 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 service.the system uses the at89c51 microprocessor control, using lcd1602 display, buzzer prompts the human-computer interaction interface, simulation 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 characteristics. keywords：at89c51 single chip microcomputer lcd1602 line up your turn the system development 目 录 目目 录录 摘摘 要要i abstract ii 1 绪论绪论1 1.1 课题来源.1 1.2 国内外发展状况.1 1.3 有线系统与无线系统.3 1.4 发展前景.4 1.5 系统的设计目的.4 2 系统的需求分析系统的需求分析5 2.1 系统功能需求.5 2.2 非功能性需求.5 3 系统总体设计系统总体设计7 3.1 方案论证.7 3.1.1 方案要求 7 3.1.2 方案确立 7 3.2 方案原理.8 3.3 异步通信.9 3.4 系统的体系结构10 3.5 系统的软件结构10 3.6 系统的基本功能和工作原理11 3.6.1 排队系统的基本功能 .11 3.6.2 工作原理 .11 3.7 排队系统工作流程12 3.7.1 数据处理流程 .12 3.7.2 客户工作流程 .13 3.7.3 工作人员工作流程 .13 3.7.4 系统工作流程 .13 目 录 3.8 主要应用器件及技术原理14 3.8.1 微处理器介绍 .14 3.8.2 液晶 lcd1602 的介绍 .16 3.8.3 硬件概要设计 .22 3.8.4 软件概要设计 .23 4 系统硬件设计系统硬件设计.25 4.1 主要电路设计25 4.1.1 主机部分电路 .25 4.1.2 从机部分电路 .26 4.2 功能部分电路设计26 4.2.1 单片机最小系统电路 .26 4.2.2 1602 液晶显示电路 28 4.2.3 按键部分电路 .30 4.2.4 txd 串行发送和 rxd 串行接收电路 .31 5 系统软件设计系统软件设计.32 5.1 排队系统主从机软件设计32 5.1.1 系统从机（取号终端）软件设计 .32 5.1.2 系统主机（叫号终端）的设计 .32 5.2 主要子程序流程图33 5.2.1 蜂鸣器子程序 .33 5.2.2 lcd 显示子程序 .34 5.2.3 窗口消号处理子程序 .35 6 系统电路设计系统电路设计.37 6.1 液晶显示电路37 6.2 声音提示电路37 7 系统系统 proteus 仿真实现仿真实现 37 7.1 系统的硬件实现37 7.2 系统的软件实现38 7.3 系统集成与仿真38 目 录 结论结论42 致谢致谢43 参考文献参考文献.44 附录附录 a 主机程序清单主机程序清单46 附录附录 b 从机程序清单从机程序清单57 附录附录 c 总体设计图总体设计图63 1 绪论 1 1 绪论 1.1 课题来源 过取票进队、排队等待、叫号服务等功能，诠释了人性化的服务理念，舒 缓顾客等待的急躁情绪使人们在等候服务的过程中拥有一个相对自由的空间， 是科技以人为本的真正时代跨入另一个世纪，随着经济全球化的大浪潮，社会 的进步推动着各行各业的竞争逐渐加剧，促使各行各业树立新的服务观念，以 改变旧的工作方式，适应时代的需求。由于各行各业的信息化、智能化建设越 来越普及，整个社会对各个行业办事效率的要求也越来越高。长期以来，人们 在银行、医院、电信、税务、工商等营业大厅里前拥后挤、杂乱无章地排队等 候，有时一站就是一个多小时，这已是司空见惯的现象，极大地影响了服务质 量。员工坐着服务、客户站着等待的服务方式与“用户就是上帝”的服务宗旨 完全背道而驰!改善服务质量、树立良好形象，解决劳累的排队现象、创造人性 化服务环境已成为急需解决的问题。与此同时，随着企业的竞争日益激烈，如 何加强窗口单位的服务质量，如何加强对客户及工作人员的管理，如何克服诸 如顾客挑选自己熟悉的工作人员而引起的各种弊端，创造一个轻松而个性化的 窗口环境，已成为公共服务部门急需解决的问题，它直接影响着企业公共形象 及业务量，涉及企业根本利益。另外，传统柜台服务存在不安全隐患，偷盗密 码已经不再是个别案例，多窗口的服务往往让人无所适从，客户盼望只排一个 队，只接受“一对一”的个性化服务已成趋势，设计一套排队抽号的服务系统， 可以很好的解决因排队引起的种种问题，银行排队叫号系统应运而生。 此系统完全通过模拟人群排队过程实现。 本文基于单片机的排队叫号系统，由客户端和主机终端组成，有lcd大屏幕 显示信息，让客户知道自己的队号，并有叫号提示音提醒客户，方便快捷，可 以满足日常的服务行业排队叫号，所以非常有意义。 1.2 国内外发展状况 随着现代技术的不断发展特别是计算机技术的应用,使排队技术的发展也突 飞猛进。目前已具备多种功能如音乐提示、综合显示、呼叫终端以及各种数码 1 绪论 2 显示、号码发放也由取号机自动打印到触摸屏查询取号、按键取号、特殊识别 取号等等。在我国,特别是在我国加入世贸组织之后，排队技术也被引进国内， 并在我国特有的高速经济发展的环境中得到飞速发展，普及及应用。我国的排 队技术产品也由 1998-2001 年的起步期，2001-2003 年的发展期到现阶段的高速 发展期逐渐生产出适合我国国情排队系统产品，客户对排队系统产品的应用也 逐渐习惯并乐于接受。智能排队系统就是人们现在乐于接受的系统。排队技术 最早出现在欧美等西方国家，开始的排队系统仅限于工作人员的人工呼叫，随 着现代技术的不断发展特别是计算机技术的应用，使排队技术的发展也突飞猛 进。目前己具备多种功能如乐音提示、语音合成呼叫、voice-calling、呼叫终端、 operation terminal 以及柜台显示、counter display 和综合显示-main display 为 主的各种数码管显示、lcd 显示、led 显示、pdp 显示等。号码发放也由取号 机自动打印(ticket dispenser)到触摸屏查询取号、按键取号、特殊识别取号等等。 排队技术产品的出现彻底改变了以前许多需要长时间排队场所的无序模式，也 被越来越多的行业所采用，以提高管理水平和自身竞争力。 智能排队机或称智能排队系统是一种综合运用计算机技术、网络技术、多 媒体技术、通讯控制技术的高新技术产品。它完全模拟了人群排队过程，通过 取号、进队、排队等待、叫号服务等功能，取代各类服务性窗口传统的由顾客 站立排队的方式，实现了计算机系统代替客户进行排队的过程。适用于各类窗 口服务行业，目前在国外已经广泛应用于金融、医院、电信、以及各级政府对 外服务窗口等行业。如今国际上的排队叫号系统发展主要表现在以下几方面： 1）虚拟、物理呼叫器 选择这两种配置中的任一种均可利用现有的电脑网 络线，即可省去另外单独布线的烦恼也节约了工程布线费用的开支。虚拟呼叫 器配置非常适合电脑已联网情况下使用，物理呼叫器较适合不需电脑的科室使 用。根据实际配置情况，虚拟和物理呼叫器可在合适的情况下互换。 2）后台监控可以实现高层管理人员足不出户，即可实时了解服务动态， 便于适时调动人员、方便管理。 3）高度集成所有主要器件都内置控制板、微处理器 cpu 、网络接口。 4）排队叫号系统已经开始向功能齐全、外观时尚且轻便小巧等特点开始发 展。 1 绪论 3 国内市场上，虽然目前有一些国外引进的排队系统产品，但价格高昂。近 几年，国内服务性行业逐步开始使用国内研制的排队机系统。 国内外同类设计情况如下： 1）基于 arm 的微控制器的排队叫号系统设计 采用 philip lpc2134 的排队叫号系统中键盘作为人机接口界面，是嵌入式 系统的关键组成部分，液晶显示屏作为输出部分。通过采用 nxp 高性能、高集 成度、高性价比的 32 位 arm 内核处理器 lpc2134，在管理机部分不用扩展 ram 和语音电路，在机械部分设计时不用扩展 io 接口电路，大大降低了设计 的复杂性以及系统的设计成本，且增强了系统的可移植性。 2）基于单片机的排队叫号系统，系统分为两个模块：抽号模块和叫号模块， 其控制核心均为 at89c51 单片机，抽号模块采用 lcd 液晶显示器，这样显示 数据直观，便于客户理解，叫号模块采用数码管显示，此模块只需显示当前所 叫号数，因此采用数码管显示清楚、直观，客户容易看清当前所叫号数。抽号 模块输入只需使用一个抽号按键即可，便于客户操作。叫号模块包括叫号键和 清零键，工作人员除了可以叫号外，还可以随时按清零键、复位排队系统。 1.3 有线系统与无线系统 智能排队管理系统目前已渗透到我们生活的各个方面，在银行、医院的服 务大厅中，我们已充分享受到它的优越性。目前国内智能排队管理系统己发展 到无线排队系统。 采用计算机技术和无线通信组网通讯等技术实现了更高层次的排队智能化 管理，由于采用了无线通信组网技术，整个系统无须敷设明线，仅需接上电源， 即可使用。特别适用于已经装修完毕的营业大厅。系统各单元之间即可无线路 连接，也可局部采用传统网线连接，配置十分灵活。如想将原有线系统改成无 线，最多只需增加两个无线模块即可实现无线功能，大大降低成本。 有线方式与无线方式的排队系统所实现的功能是完全一样的。所不同的是， 有线方式制造成本低，但需要事先预埋走线槽，或走明线，安装工作量大。另 外，有线方式排队机系统，任何一个设备出现故障时，整个系统都要停下来， 进行检修和更改。采取无线方式，最大的特点就是不受环境的影响，安装方便 1 绪论 4 快捷，减轻施工难度，非常便于现场安装、调试和售后服务，且系统除主机外， 任何设备出现故障时，都可实时在线更换和维修。系统稳定性提高，彻底解决 了线路故障的担忧。无线方式与有线方式相比，不足是成本稍高。常便于现场 安装、调试和售后服务，且系统除主机外，任何设备出现故障时都可实时在线 更换和维修。系统稳定性提高，彻底解决了线路故障的担忧。无线方式与有线 方式相比，不足是成本稍高。 1.4 发展前景 随着服务行业的迅猛发展，客户对服务质量的要求越来越高，智能化的管 理系统应用越来越广阔，在银行、医药、车站、海关、税务等方面，智能排队 系统应用更加广阔，智能化水平显著提高。随着智能化的进一步加深，服务质 量越来越好。我们国家的服务行业将得到迅猛的发展。同时以智能化为依托， 客户对服务行业的满意度会越来越高，服务行业的服务水平会越来越高。像排 队拥挤，排队无序而致使客户浪费时间，以及由此引发的客户与客户，客户与 服务人员间的不满情绪将随着智能排队系统的开发和广泛应用而得到圆满解决。 1.5 系统的设计目的 银行排队系统是为解决一些银行大厅排队问题而设计的一个很好的叫号系 统，它的功能设计首先要符合用户的习惯，同时操作方便、易学、易用。设计 开发银行排队系统，目的在于系统能够有效地提高工作人员的工作效率，能够 使顾客合理的安排等待时间，让顾客感到服务的公平公正。 2 系统的需求分析 5 2 系统的需求分析 解决银行排队问题可以运用信息技术手段研发银行排队系统，通过使用银 行排队系统实现智能排队管理改善排队秩序混乱等弊端，能很好地解决客户在 服务中所遇到的各种排队问题。 2.1 系统功能需求 结合银行实际排队问题和银行客户的需求，设计研发的银行排队系统主要 具备如表 2-1 所示的系统功能需求。 表 2.1 系统功能需求 功能需求描述 接收客户输入基本信息和服务选项通过触摸屏控制器配合系统软件进行客户信息获取 银行网络的信息验证和信息记录更新通过服务器连接银行网络，运用数据库等技术实现 信息的各种操作 排队规则及各种服务管理通过编写系统软件实现智能排队和服务的有效管 理 排队序列信息的客户凭单通过打印机，编写系统软件控制打印排队序列并控 制更新 led 屏幕的显示 排队序列通告和柜台窗口分类通过 led 屏幕，利用计算机等硬件实时控制显示排 队序列和窗口划分 银行职员控制呼叫客户进行服务通过计算机等硬件设备，控制广播实现排队系统自 动叫号 2.2 非功能性需求 为了银行排队系统更好地解决客户在排队中所遇到的各种现象，方便客 户办事及银行管理，做到公正、合理、有序，对银行排队系统设计了如表 2-2 的系统非功能性需求。 由表 2.2 所示，我们公司设计的银行排队系统具备良好的安全性、可靠性 和稳定性，保障了银行的各种业务运行。对银行排队系统我们选择了使用如表 2 系统的需求分析 6 2.3 所示的资源。 表 2.2 非功能性需求 非功能性需求描述 银行排队系统的安全性针对银行这一特殊行业，我们运用硬件防火墙配合软件防毒等 安全配置，提高银行排队系统的安全性，保证了银行客户的账 号等信息的安全保护。 银行排队系统的可靠性设计配置大型的银行数据库系统，有效的对银行客户信息进行 管理，并通过网络组件实现银行客户信息的跨域验证和信息记 录等服务，确保银行客户的信息可靠性和系统分析的可靠性。 银行排队系统的稳定性使用各种硬件设计，针对性的研发银行排队系统软件，有效的 配置软硬件，提高银行排队系统的稳定性。 由表 2.2 所示，我们公司设计的银行排队系统具备良好的安全性、可靠性 和稳定性，保障了银行的各种业务运行。对银行排队系统我们选择了使用如表 2.3 所示的资源。 表 2.3 资源使用 硬件资源软件资源 资源 触摸屏 控制器 led 屏幕 广播 设备 叫号 控制 器 触摸屏 子系统 软件 智能排 队子系 统软件 led 子系 统软 件 广播子 系统软 件 叫号子 系统软 件 数据库 管理系 统软件 描述 获取客 户信息 显示 排队 序列 呼叫 广播 叫号 控制 验证客 户信息 划分服 务类型 根据客 户信息 智能排 队 控制 led 屏幕 显示 控制广 播内容 叫号序 列管理 客户信 息的记 录和更 新 如表 2.3 所示，对银行排队系统进行了合理配置资源，有效发挥系统的排 队管理职能，提高了银行的服务效率，从而解决了银行排队问题。 3 系统总体设计 7 3 系统总体设计 3.1 方案论证 3.1.1 方案要求 在银行、电信、航空、医院等繁忙的公共服务场所，营业窗口前大量涌挤 的人群与无序的排队，一方面严重影响窗口的服务质量与效率以及企业公共形 象和业务量，另一方面，传统柜台服务存在不安全隐患，偷盗密码已经不再是 个别案例。顾客站立排队，即辛苦、枯燥又浪费时间，还存在插队等现象，而 且多窗口的服务往往让人无所适从，经常因排错队而浪费了宝贵的时间，顾客 盼望只排一个队，只接受“一对一”的服务。 针对上述问题，提出了智能排 队管理系统这一课题，其具体要求和功能，完全模拟人群排队过程，通过取号、 进队、排队等待、叫号服务等功能代替人们站队，实现机器自动代替人排队的 过程。在大厅明显处放置一台主机，顾客来到后按“取号”键，主机自动打印 一张号码单，顾客根据号码单上的序号与等待人数，可选择在大厅休息处休息 或办别的事，当大厅显示屏出现序号和相应窗口号，同时音响提示“叮咚请 xxx 号顾客到 xx 号窗口办理”时，该顾客便可前往相应窗口接受“一对一” 的服务。每位窗口工作人员使用呼叫器接受主机命令，可按“下一位”键受理 序号，每服务完一位顾客后再按“下一位”键，呼叫器上的号码自动跳到下一 个序号受理序号，同时此号码还会显示在大厅主显示屏及窗口显示屏上显示并 用语音播放，以提示顾客前来接受服务，在办理业务前先核对顾客的号码是否 与所呼叫的号码一致，这样就不会混乱秩序，如果该顾客在第一次呼叫时没到 来，可按“重呼”键重呼，直到按“下一位”键丢掉该顾客。主机采用单片机 智能控制，能对多个窗口和随机出现的客户流进行自动管理，顺序呼叫顾客到 对应的窗口前办理业务，各设备相互独立，主机通过 rs-485 总线与各窗口设 备相连。 3.1.2 方案确立 系统的设计理念基于数据队列原理，遵循先来先办的原则，智能排队系统 3 系统总体设计 8 的“智能”体现在该系统对“排队”的处理是根据运筹学中的排队论来设计的。 管理中心查询各个服务台空闲情况，根据服务台总数目进行轮询算法，以确认 下一个取得客户的服务台号。 我们采用上位单片机(主机)实现综合管理和控制， 将语音模块、打印机模块等集成在主机内。下位从机包括一个主显示屏，若干 呼叫器和窗口显示屏，这些设备相互独立，均由单片机控制。主机包括语音模 块、打印机模块、lcd 显示模块，完成号码的打印、存储、分类并通过 rs- 485 总线与从机通信，根据预设程序工作，即使增加或减少窗口设备也不需任 何设置，只要接上就能用，基本不需维护；呼叫器用于窗口工作人员操作，通 过按键与主机联系，接受主机发送来的命令和数据及向主机发出请求，操作简 单并有 lcd 显示屏显示；主显示屏为三屏数码管显示，安放在大厅处，接受 主机发来的数据，显示最近三条顾客号码信息；窗口显示屏接受主机发来的数 据，显示当前服务顾客号；呼叫器与窗口显示屏一一对应，使用时将用于设置 窗口号的拨码开关拨到相同位置。采用本方案是充分考虑了系统控制的可靠性、 稳定性和灵活性，使安装和操作简便，使用直观化、简单化。在综合以上因素 的基础上，尽量降低系统的开发成本，使其真正具有实际的工程价值和意义。 3.2 方案原理 3 系统总体设计 9 图 3.1 系统原理框图 本系统是一种集单片机控制、串行口通信、网络通信、语音识别与处理等 理论为一体的综合控制系统。系统由上位主机和下位从机组成两级控制管理体 系，采用 rs-485 总线及串行通信协议实现分布式管理与控制。系统由一台主 机和若干窗口设备组成，各自独立的单片机系统通过 rs-485 总线组成分布式 通信系统，可实现按顾客到达的先后次序，自动排号及语音提示。作为上位机 的主机是整个系统的管理和控制核心，完成号码的打印、存储、分类并通过 rs-485 总线发送到从机，同时在 lcd 上显示和通过音响播放语音信息，呼叫 器接受主机发送来的命令和数据及向主机送出请求，同时在 lcd 液晶显示屏 上显示当前信息，主显示屏为三屏数码管显示，接受主机发来的数据，显示最 近三条顾客号码信息，窗口显示屏接受主机发来的数据，显示当前服务顾客号 码，所有设备都采用四芯线缆连接。其原理框图如图 3.1 所示。 3.3 异步通信 单片机之间的通信涉及到串行通信，串行通信是指：将构成字符的每个二 进制数据位，依据一定的顺序逐位进行传送的通信方法。在串行通信中有异步 通信和同步通信两种基本方式，考虑到银行叫号系统的传输距离不远，传输信 息量不是很大决定采用异步通信方式。 异步通信：异步、串行通信规定了字符数据的传送格式，即每个数据以相 同的帧格式传送，每一帧信息由起始位、数据位、和停止位组成。如图 3.2 所 示 ： 图 3.2 异步通信数据传送格式 3 系统总体设计 10 在通信线上没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备要发送一个 字符数据时，首先发送一个逻辑“0”信号，这个逻辑电平就是起始位，当接 收设备检测到这个低电平后，就开始准备接收数据位信号。当接收设备接收到 起始位后，紧接着就会接收数据位，在传送过程中，数据位从最低位开始传送。 数据位发送完后，可以发送奇偶校验位，奇偶校验位用于有限差错检测，通信 双方通信时须约定一致的校验方式。就数据传送而言，奇偶校验位是冗余位， 但他表示数据的一种性质。在奇偶位或数据位发送之后发送的是停止位。停止 位是一个字符数据的结束标志。在异步通信中，字符数据以图 2 的格式一个接 一个的发送，在发送间隙，通信线路总处于逻辑“1”状态，每个字符数据的 传送均以逻辑“0”状态开始。 3.4 系统的体系结构 银行排队系统的体系结构如图 3.3 所示： 图 3.3 系统的体系结构 3.5 系统的软件结构 3 系统总体设计 11 图 3.4 系统软件结构图 根据需求分析对系统进行软件结构设计，如图 3.4 所示。 3.6 系统的基本功能和工作原理 3.6.1 排队系统的基本功能 本设计主要利用单片机 at89c51 芯片和 lcd1602 液晶显示，采用按键来 对显示器和蜂鸣器加以控制来完成一个主从机分别管理排队和叫号的系统。其 主要功能是分别利用客户端使用一个从机排队，服务机构使用一个主机来管理 从机的排队信息。具体功能如下: (1)从机客户通过按键依次加 1 完成取号，由 1602 液晶显示当前客户在 排队中的位置。设定最大的排队人数是 10 人，当排队人数超过 10 时，显示排 队已满,并停止排队。 (2)主机设有 2 个办理业务的窗口，通过按键来完成叫号，由 1602 液晶 显示“no.* come to no.* window, please”，并配有蜂鸣器发出蜂鸣声“叮 咚”加以提示，排队是否空或已满，空、满都在 1602 液晶上显示相关字样， 在服务机构端可按键显示剩余排队人数等信息1。 3.6.2 工作原理 3 系统总体设计 12 图 3.5 系统原理图 本系统选用我们常用单片机芯片 at89c51 和 1602 液晶，运用 c 语言程序 设计编写较简单的延时和循环来实现。以 at89c51 单片机为核心，由主从机 的按键控制 1602 液晶显示和蜂鸣器提示音。系统采用如图 3.5 所示的主要硬件 电路，运用串行通信原理通过按键给计数器脉冲，达到计数+1 和销号-1 的功 能，并通过 1602 液晶显示，完成取号、叫号功能，同时叫号按键外接有源蜂 鸣器实现提示客户的作用。 3.7 排队系统工作流程 3.7.1 数据处理流程 如图 3.6 所示，排队系统基本流程图以要处理的排队信息为主体，由客户 在系统从机，取号终端，上按键后产生的一条记录开始，给出了数据处理的整 个流程2。 3 系统总体设计 13 图 3.6 数据处理流程图 3.7.2 客户工作流程 客户到达服务大厅后，先到排队系统从机（取号终端）上按键取号，得到 自己的服务票号后，到相应的休息位置等候语音提示，同时关注相关显示屏幕 和语音提示的信息。当被叫到自己的票号时，根据语音提示和显示屏幕的显示 信息到相应窗口办理业务。 3.7.3 工作人员工作流程 工作人员到达指定窗口后，即可看到叫号终端上显示的等待人数，待准备 好服务客户时按下“呼叫”键开始工作。每服务完一个客户后就按“呼叫”键 呼叫下一位顾客，当所呼叫的客户在规定时间内不到时可以按“呼叫”键再次 呼叫客户。 3.7.4 系统工作流程 3 系统总体设计 14 根据银行排队系统实际需求，实现了如图 3.7 所示的排队系统工作流程。 根据图 3.7 所示的银行排队系统工作流程所示，客户通过触摸控制器中输 入账号密码和选择服务类型，银行排队系统通过银行网络进行账户分析验证， 验证成功后通过网络工具获取客户信息并记录更新，随之系统将根据获取的客 户信息进行智能排队，并将排队序列传输到打印机中，通过打印机打印排队序 列提供给客户，客户持号票在休息区休息、等待，留意显示屏及语音提示叫号。 与此同时排队序列信息将传输到 led 屏幕进行显示，并传输到叫号子系统中， 当银行职员按键控制系统呼叫下一位客户的时候，叫号子系统将控制 led 显 示和广播呼叫客户进行服务。通过这样的银行排队系统工作流程，实现银行排 队的有效管理。 图 3.7 银行排队系统工作流程 3.8 主要应用器件及技术原理 3.8.1 微处理器介绍 mcs-51 单片机的特点： 1、小巧灵活、成本低、易于产品化。能组装成各种智慧式测控设备及智 3 系统总体设计 15 能仪器仪表。 2、可靠性好，应用范围广。单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计 的，抗干扰性强，能适应各种恶劣的环境，这是其它机种无法比拟的。 3、易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控制功能强。单片机的逻 辑控制功能很强，指令系统有各种控制功能指令，可以对逻辑功能比较复杂的 系统进行控制。 4、具有通讯功能，可以很方便地实现多机和分布式控制，形成控制网络 和远程控制。 正是由于 51 系列单片机具有以上优点，所以成为本次毕业设计所选用的 处理器。 51 系列单片机中的 at89c51 单片机是一种带 4k 字节闪烁可编程可擦除 只读存储器，fperomflash programmable and erasable read only memory 的 低电压，高性能 cmos 8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储 器可以反复擦除 100 次。从工作原理上讲，单片机就是一种微型计算机，是一 种“程序存储式”计算机。它是在一块硅片上集成了中央处理器 cpu、随机内 存 ram、程序内存 rom 或 eprom、定时/计数器以及各种 i/o 接口，也就是 集成在一块芯片上的计算机。其结构图如下图 3.8 所示。 图 3.8 mcs-51 单片机的结构 主要功能特性： 3 系统总体设计 16 与 mcs-51 兼容 4k 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环 数据保留时间：10 年 全静态工作：0hz-24hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部 ram 32 可编程 i/o 线 两个 16 位定时器/计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 3.8.2 液晶 lcd1602 的介绍 字符型液晶显示器的显示原理：用 lcd 显示一个字符时比较复杂，因为 一个字符由 6x8 或 8x8 点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显 示 ram 区的 8 个字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为 “1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符，但对于内带字符发 生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式， 根据在 lcd 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 ram 对应的地址， 设立游标，在此送上该字符对应的代码即可。 由于 1602 以前没学过，在此详细介绍一下。液晶 lcd1602 的简介：字符 型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 lcd，目前常 用 16*1、16*2、20*2 和 40*2 行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的 1602 字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般 1602 字符型液晶显示器实物 如图 3.9 所示： 3 系统总体设计 17 图 3.9 lcd1602 字符型液晶显示器 1602lcd 分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为 hd44780,带背光的 比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图 3.10 所示： 图 3.10 1602lcd 尺寸图 1602lcd 主要技术参数： 显示容量:162 个字符 芯片工作电压:4.55.5v 工作电流:2.0ma(5.0v) 模块最佳工作电压:5.0v 字符尺寸:2.954.35(wh)mm 引脚功能说明：1602lcd 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光） 3 系统总体设计 18 接口，各引脚接口说明如表 3.1 所示: 表 3.1 引脚接口说明表 编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1vss电源地9d2数据 2vdd电源正极10d3数据 3vl液晶显示偏压11d4数据 4rs数据/命令选择12d5数据 5r/w读/写选择13d6数据 6e使能信号14d7数据 7d0数据15bla背光源正极 8d1数据16blk背光源负极 第 1 脚：vss 为地电源。 第 2 脚：vdd 接 5v 正电源。 第 3 脚：vl 为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时 对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个 10k 的电位器 调整对比度。 第 4 脚：rs 为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令 寄存器。 第 5 脚：r/w 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 rs 和 r/w 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 rs 为低电平 r/w 为高电平时可以读忙信号，当 rs 为高电平 r/w 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：e 端为使能端，当 e 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行 命令。 第 714 脚：d0d7 为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 16 脚：背光源负极。 1602lcd 的指令说明及时序，1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指 令，如表 3.2 所示： 3 系统总体设计 19 表 3.2 控制命令表 序号指令rsr/ w d7d6d5d4d3d2d1d0 1清显示0000000001 2光标返回000000001* 3置输入模式00000001i/ds 4显示开/关控制0000001dcb 5光标或字符移位000001s/cr/l* 6置功能00001dlnf* 7置字符发生存贮器地 址 0001 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 001 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 01bf 计数器地址 10写数到 cgram 或 ddram 10要写的数据内容 11从 cgram 或 ddram 读数 11读出的数据内容 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 (说明:1 为高电平、0 为低电平) 指令 1:清显示,指令码 01h,光标复位到地址 00h 位置。 指令 2:光标复位,光标返回到地址 00h。 指令 3:光标和显示模式设置 i/d:光标移动方向,高电平右移,低电平左移 s:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。 指令 4:显示开关控制。d：控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低 电平表示关显示。c：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无 光标。b：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 s/c：高电平时移动显示的文字，低电平时移动 光标。 指令 6：功能设置命令 dl：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 n：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 f：低电平时显示 5x7 的点阵字 符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 ram 地址设置。 指令 8：ddram 地址设置。 3 系统总体设计 20 指令 9：读忙信号和光标地址 bf：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块 不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 与 hd44780 相兼容的芯片时序表 3.3 如下： 表 3.3 基本操作时序表 读状态输入rs=l，r/w=h，e=h输出d0d7=状态字 写指令输入rs=l，r/w=l，d0d7=指令码，e=高脉冲输出无 读数据输入rs=h，r/w=h，e=h输出d0d7=数据 写数据输入rs=h，r/w=，d0d7=数据，e=高脉冲输出无 读写操作时序如图 3.11 和 3.12 所示： 图 3.11 读操作时序 图 3.12 写操作时序 3 系统总体设计 21 1602lcd 的 ram 地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模 块的忙标志。为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入 显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。图 3.13 是 1602 的内部显示 地址。 图 3.13 1602 的内部显示地址 例如第二行第一个字符的地址是 40h，那么是否直接写入 40h 就可以将光 标定位在第二行第一个字符的位置呢，这样不行，因为写入显示地址时要求最 高 d7 恒定为高电平 1 所以实际写入的