基于51单片机的排队机叫号系统设计毕业论文.doc

基于基于 5151 单片机的排队机叫号系统设计毕业论文单片机的排队机叫号系统设计毕业论文 目目 录录 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 引言 1 1 2 排队系统的功能简介 1 1 2 1 系统的流程图 1 1 2 2 取号 2 1 2 3 排队 2 1 2 4 叫号 2 第二章第二章 排队机叫号系统的硬件电路设计排队机叫号系统的硬件电路设计 4 2 1 取号机硬件电路设计 4 2 1 1 取号输入装置电路设计 4 2 1 2 MCU 电路设计 4 2 1 3 M 150II 针式打印机电路设计 6 2 1 4 LCD 液晶显示电路设计 8 2 2 窗口叫号系统硬件电路设计 8 2 2 1 叫号输入装置电路的设计 9 2 2 2 MCU 电路的设计 9 2 2 3 窗口 LED 显示屏电路 10 2 3 主控电路硬件电路设计 12 2 4 语音及大厅显示硬件电路设计 13 2 4 1 语音部分电路设计 13 2 4 2 LCD 显示部分电路设计 15 2 4 3 MCU 电路设计 15 2 4 无线通信部分硬件电路设计 15 第三章第三章 排队机叫号系统的软件设计排队机叫号系统的软件设计 19 3 1 取号机软件设计 19 3 1 1 设计流程图 19 3 1 2 M 150II 打印机部分 19 3 1 3 LCD12864 驱动部分 24 3 2 窗口叫号系统软件设计 30 3 2 1 设计流程图 30 3 2 2 LED 显示部分 30 3 2 4 MCU 主控部分 32 3 3 大厅语音及 LCD 显示部分 33 3 3 1 设计流程图 33 3 3 2 语音系统部分 34 3 3 3 主控系统软件设计 39 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 I 第四章第四章 系统设计总结分析系统设计总结分析 42 4 1 设计的实用性 42 4 2 排队机叫号系统的应用前景 43 参考文献参考文献 44 致谢致谢 45 附录附录 1 46 附录附录 2 51 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 基于 51 单片机的排队机叫号系统设计 摘 要 随着经济的迅速发展 业务数量也迅速增多扩展 以营业大厅为代表的窗口行业 大量客户的拥挤排队已成为了这些网点改善服务品质 提升自身形象的障碍 避免一 些不必要的麻烦和冲突 日常研究调查统计发现 没有任何组织管理的排队是最能影 响客户心情的因素 有关统计发现 客户等待 10 分钟以上 开始出现浮躁 大于 20 分钟后会出现烦感 如果要是超出 40 分钟 很大部分人会因为生气而离开 但排队又 是不可避免的 如果让等待的时间变为一段难得的休闲时间 则可在一定程度上有效 地降低客户的焦虑情绪 本文分析了国内外对于排队解决方案的利弊 通过总结最终提出自己的见解 而 后论述了基于 51 单片机的排队机叫号系统的实现原理 并针对整个系统的硬件结构和 软件设计作出了现实可行的方案 并完成了实际模型的制作 该系统的设计通过取号实现了公平的先后顺序排队 避免了因插队 抢队引起的 摩擦 关关键键字 字 单片机 打印机 无线通信 语音系统 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 I Queue number calling system design Based on 51MCU Abstract With the rapid development of the economy business volume also increased rapidly extended to the business hall as the representative of the window industry a large number of customers queuing has become crowded these outlets to improve service quality enhance their image barriers effectively reduce and avoid the employees and customers of the conflict Behavioral scientists found jumping the queue is the impact of customer service is one of the main reasons The results show that for more than 10 minutes emotional impatient to start more than 20 minutes then begins to annoy more than 40 minutes often angry and leave But queueing is inevitable if the waiting time is a rare leisure time are in a certain extent can effectively reduce the client s anxiety This paper analyzes the external address queue on the issue of the status quo analysis of the advantages and disadvantages of various methods and proposes own opinion Then discusses the51 based on the queue number calling system for the realization of the principle and the hardware structure of the system and the design of software to make feasible solution and completed the actual model making The design of the system by taking the number of the fair order line avoids the queue grab the team caused by friction Keywords single chip microcomputer printer wireless communication voice system 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 0 第一章 绪论 1 1 引言 近几年 伴随着科学技术的飞速发展和人们消费水平的提高 各行各业尤其是以企 业的营业厅的服务质量竞争越来越大 越来越多的企业将营业厅的服务态度和服务质量 当作一个企业的整体的形象 并且这一做法也深受消费者的喜爱和认可 而营业厅的服 务窗口正是作为企业形象的主要表现形式之一 经济增长无疑会增加企业的服务增加 营业厅的排队问题也更加的突出 长时间以 来 人们在医院 银行 移动 国企 个企等服务窗口拥挤 混乱地排队等待 有时需 要等候好几个小时 这似乎已经成为很常见的事情 极大地影响了消费者的心情 对于 营业厅的服务质量差 越来越多的人感觉到不满意 因此提高营业厅的服务质量 解决 因排队带来的疲劳 烦感 创造更加高效 人性化服务环境已成为当前急需解决的现实 问题 设计智能轻松的排队服务系统 解决因排队引起的种种问题 显得尤为重要 因此 本文针对以上问题设计了一套基于 51 单片机的排队机叫号系统 本系统可以真正模拟人们的排队过程 通过叫号的顺序给出相应的业务号码 通过 叫号的形式来一次接受服务 而在这期间人们可以在等候室等候 等候室提供座椅和 报纸期刊 舒缓顾客等待的急噪情绪 使人们人们能够舒适的等候排队 真正做到了高 科技化服务体系 本文基于 51单片机的排队叫号系统 由取号机 客户服务窗口 大厅显示叫号和 主机部分组成 有 LCD 大屏幕 可以显示客户被呼叫的信息 让客户知道什么时候被叫 到去办理业务 另外还有语音提示客户 简单方便的实现了排队机叫号系统 1 2 排队系统的功能简介 1 2 1 系统的流程图 下图为排队叫号系统的整个流程如图 1 2 1 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 1 图 1 2 1 排队叫号系统的整个流程 整个过程井然有序 大大提高了工作的效率 真正的做到了科技的人性化 1 2 2 取号 取票过程是指客户进入营业厅之后 从取号机上获取自己相应的排队小票的过程 本系统中采用按键输入信息 客户在确定自己的业务类型之后 通过按键输入自 己的业务类型 MCU 接收到输入的信息后 会在对应的业务类型所排队的人数上面自动 加 1 并将最终的号码 前面还有多少人在排队 日期 时间等信息发送至 M 150II 打 印机 进行小票的打印 最后打印完毕 客户拿到小票到等候室等候呼叫自己的号码 在此期间取票机会通过 NRF24L01 无线通信的方式将客户刚刚打印的小票信息发送 到主机 主机收到数据后并作出应答 此时取票机准备下一次的取号 因为此部分的 MCU 采用 1T 的单片机作为核心 所以整个过程什么的迅速 更加的提高了工作效率 客户拿到的小票上面显示当前日期 时间 排队号码 以及前面有多少人在排对 等信息 1 2 3 排队 客户在领取自己的排队小票之后 进入等候室等候叫号 为了更加人性化的服务 于客户 企业可以在等候区设置座椅 提供报纸 书刊 放置公司的相关业务介绍 增加客户等候时的趣味性的同时 还可以让客户更加的了解本公司的业务类型 可谓 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 2 一举两得 1 2 4 叫号 叫号是指通知客户到相应的窗口进行服务的过程 叫号有两种变现形式 一种通过语音呼叫客户到相应的窗口进行服务 另一种方 式是通过大厅的 LCD 显示屏显示 请 xxx 号到 xx 窗口 与此同时窗口也会显示相应 客户 xxx 号码 客户可以直观的找到自己相应的办理窗口 此过程有效地避免了因 拥挤带来的一系列问题 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 3 第二章 排队机叫号系统的硬件电路设计 2 1 取号机硬件电路设计 取号机硬件电路包括打印机 LCD 液晶 无线通信 按键 MCU 五部分组成 2 1 1 取号输入装置电路设计 按键输入电路如图 2 1 1 图 2 1 1 按键电路 本文的设计中提供了 3 个按键 分别对应 3 中不同的业务类型 客户在选择服务 类型的时候 只需要按一下对应的按键即可完成取号过程的所有操作 简单易懂 2 1 2 MCU 电路设计 取号机部分采用宏晶公司出款的 STC12C5410AD 1T 单片机作为主控芯片 是高速 低功耗 超强抗干扰的新一代 8051 单片机 兼容传统的 8051 数据指令代码 但提高了 8 10 倍的速度 内部使用了 MAX810 专用复位电路 程序存储空间 10K 片上集成 512 字节 RAM STC12C5410AD 系列单片机的内部结构如图 2 1 2 所示 包含中央处理器 CPU 程 序存储器 Flash 数据存储器 SRAM 定时计数器 UART 串口 I O 接口 高速 AD 转换 SPI 接口 PCA 看门狗及片内 R C 震荡器和外部晶振体振荡电路等模块 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 4 图 2 1 2 STC12C5410AD 系列单片机的内部结构图 STC12C5410AD 数据存储器 EEPROM 单片机内集成了 EEPROM 是独立的 与程序空 间是互相独立的 利用 ISP IAP 技术可将内部 Flash 存储器用作 EEPROM 可以重复读 写 10 万次以上 EEPROM 拥有很多独立的扇区 每一个有 512 字节 在使用时 放在同 一个扇区内的数据必须一块擦写 可以不用满 整体是按一个扇区一个扇区的擦出的 本设计中用 EEPROM 来存储一些在应用过程中需要修改且掉电不丢失的参数数据 在程序中可以对 EEPROM 进行字节的读写操作 MCU 外围电路设计如图 2 1 3 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 5 图 2 1 3 单片机最小系统 2 1 3 M 150II 针式打印机电路设计 本设计中使用 EPSON 的 M 150II 针式微型打印机 针式微型打印机是市面上通用的微型打印机 我国很早之前就已经有用 EPSON 打 印头研发生产产品 微型打印机构造很简单简单 使用的历史也长 性价比高 能耗 比较少 最进几年经济快速的发展 也很大的提高了微型打印机的性能 并且越来越 专业化 现在的很多工业等仪表均采用微型打印机 它扮演的角色也愈加的重要 微 型打印机的使用 使人们可以很方便的保存要使用的数据 而不易于丢失 凭借着价 格低廉的优势 微型打印机占据的市场也日益扩大开来 拥有很好的前景 EPSON M 150II 微型打印机机芯主要由直流电机 Motor 测速感应线圈 Timing Detector 干簧管复位开关 Reset Detector 电磁打印针 Print Solenoid ABCD 色带 与电机连接的滑槽轮以及蜗杆等部分组成 终端分配如图 2 1 4 所示 图 2 1 4 M 150II 打印机终端分配 M 150II 打印机一行可打印 96 个点 若英文字符采用 5 乘 7 点阵的话 则一行可 打印 16 个字符 打印速度为 1 行 秒 它采用 45MM 宽的普通打印纸打印 日常维护和 更换较方便 它的可靠使用寿命为 500000 行 体积很小 为 73 4mm 乘 42 6mm 乘 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 6 12 8mm 重量只有 60g 非常适用于安装在取号机内部 打印机驱动电路原理如图 2 1 5 所示 图 2 1 5 打印机驱动电路 2 1 4 LCD 液晶显示电路设计 为了更加人性化的设计取号机 本设计中此部分加入了 LCD12864 液晶显示 主要 用于显示客户小票上的信息和一下必要的设置菜单 具体的驱动电路如图 2 1 6 所示 图 2 1 6 12864 液晶驱动电路 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 7 2 2 窗口叫号系统硬件电路设计 窗口叫号系统由输入装置 LED 显示屏 无线通信 MCU 部分 本系统主要负责完 成由营业员操作 通过按键可以来选择呼叫下一位客户或者重复呼叫当前的客户 于 此同时无线通信模块会将呼叫的客户信息及时的发送到主控端 进行数据处理 客户 听到语音呼叫或者大屏幕上显示的号码之后就会前来办理业务 十分的简单方便 2 2 1 叫号输入装置电路的设计 按键输入装置电路为两个按键 一个负责呼叫下一位客户 一个负责重复呼叫 身份的简单可靠 电路如图 2 2 1 所示 图 2 2 1 按键输入电路 2 2 2 MCU 电路的设计 此部分电路的 MCU 采用了和取号机部分相同的 STC12C5410AD 单片机 使得代码的 编写和移植更为的方便 具体的关于 MCU 单片机的详细内容请参考 2 1 2 章节的内容 此处不作详细介绍 电路原理图如下图 2 2 2 所示 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 8 图 2 2 2 窗口叫号系统 MCU 电路 2 2 3 窗口 LED 显示屏电路 市面上已有的相关的产品的显示屏多采用 3 英寸点阵显示屏或 3 英寸数码管显示 屏 各有利弊 点阵式显示屏可以显示汉字 字幕 数字 比较随意灵活 但是亮度 不是很高 对于亮度要求很高的场合不太适合 数码管显示屏 只能显示数字或字幕 不能显示汉字 但是数码管亮度高 颜色饱满红润 看上去比较舒服 总之各有利弊 本设计中采用了数码管显示屏 应为其电路简单 易于操控 更加的节约成本 采用了 0 56 英寸共阴极高亮红色 4 位 8 段数码管 采用动态扫描的方式显示客户的号 码 数码管的驱动电路采用了 74HC573 来增加电流 驱动数码管的段 对于位选直接 用单片机的 IO 来驱动 达到稳定显示的目的下 几乎用了最简单的方法来驱动电路 数码管基本参数如图 2 2 3 所示 数码管驱动电路如图 2 2 4 所示 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 9 图 2 2 3 数码管基本参数 图 2 2 4 窗口 LED 显示驱动电路 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 10 2 3 主控电路硬件电路设计 主控 MCU 在整个的系统中充当着最重要的角色 他在整个系统中起到了系统宏观 调节的作用 首先主控电路要通过曲线通信接收来自取号机的数据 将客户的取号存 入系统之中 同时主控电路还要实时接收来自服务窗口的数据 本系统中设有 3 个服 务窗口 分别对应 3 种不同的业务 对于来自窗口的请求数据 主控芯片接收后立即 处理 判断之后将对应的客户号码发送到服务窗口和大厅的显示屏及语音系统 强大的通信及数据处理就要求主控 MCU 要有强大的处理能力 才能时刻保持整个 系统的运行畅通 不会出现数据丢失或发生错误等现象 所以本系统中主控电路采用 的是 STC 公司出款的 STC12C5A60S2 1T 单片机 STC12C5A60S2 1T 单片机 是 STC 出款的单时钟 机器周期 1T 的单片机 是高 速 低功耗 高抗干扰的新型 8051 单片机 兼容传统全部的 8051 的指令代码 但提高 了 8 10 倍的速度 内部拥有 MAX810 专用的复位电路 2 路 PWM 程序存储空间 60K 片上集成 1280 字节 RAM 且具有双串口可同时通信 STC12C5A60S2 系列单片机的内部结构如图 2 1 2 所示 包含中央处理器 CPU 程 序存储器 Flash 数据存储器 SRAM 定时计数器 UART 串口 I O 接口 高速 AD 转换 SPI 接口 PCA 看门狗及片内 R C 震荡器和外部晶振体振荡电路等模块 内部 结构图如图 2 3 1 所示 系统时钟源采用外部晶振 22 1184MHZ 极大地提高了系统的数据处理速度 使得 系统的处理速度更加快速 能够快速收发无线通信 并能够快速处理数据信息 是系 统变得更加敏捷迅速 强大的硬件支持 是系统的整个运行流畅完美 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 11 图 2 3 1 STC12C5A60S2 单片机内部结构图 STC12C5A60S2 外围电路如图 2 3 2 所示 图 2 3 2 STC12C5A60S2 外围电路 2 4 语音及大厅显示硬件电路设计 语音模块采用的是 ISD 公司的 ISD4004 芯片 ISD4004 语音芯片由美国 ISD 公司推出 芯片内部高度的集成化 振荡器 滤波器 除噪音 防大功率等均集于一体 仅仅需要几个外围电路就可以构成一个很强大的语 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 12 音录制播放的系统 通信方式采用 SPI 串行接口输入 采样频率可分为 8 6 4 5 3 4KHZ 与所能录制的时间成反比 与音质成正比 芯片存储器内的数据 更是可以保存 100 年在短点的情况下 而且可以录制 10 次左右而不损坏 市场上很多 的电子产品均在采用此款芯片 显示部分采用的是 LCD 12864 液晶显示 因为距离客户距离很进 这样可以更加 直观形象的将信息传递给每一个客户 LCD12864 液晶可以显示汉字 字母 数字符号等 这样就可以利用液晶同时显示 4 个客户的信息 分别占据一行 这儿样客户就可以提前看到自己被呼叫的相关信息 2 4 1 语音部分电路设计 语音电路部分包括话筒输入部分 放音部分 还有语音芯片 语音输入部分采用的是咪头话筒 该话筒体积小便于调试安装 内部电路如图 2 4 1 所示 图 2 4 1 咪头话筒内部电路 咪头话筒技术参数资料如下图 2 4 2 所示 图 2 4 2 咪头话筒技术参数 ISD4004 系列语音芯片 ISD4004 08 ISD4004 10 ISD4004 12 ISD4004 16 共 4 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 13 款不同的芯片 每种芯片的具体参数如下图 2 4 3 所示 图 2 4 3 ISD4004 系列芯片参数 本设计中采用的是 ISD4004 08 芯片 8 分钟即可满足设计的需求 ISD4004 08 芯 片可以分为 2400 段存储空间 即最多可以录制 2400 段录音 也可以连续的录音 读 取每一段的其实地址即可放音 驱动电路见下图 2 4 4 所示电路 图 2 4 4 ISD4004 驱动电路 电路中对于 ISD4004 语音输入的 MIC 接口电路做了去耦滤波的处理 使得输入的 声音信号更加清新平稳 尽量减噪音的影响 放音电路采用了 LM386 芯片放大声音信 号 使得输出的电压信号可以驱动较大点的喇叭 省的声音更大更清晰 效果更好 2 4 2 LCD 显示部分电路设计 此部分的电路设计与取号机部分的显示电路相同 具体电路及内容请参考 2 1 4 章节的内容 此处不作重复声明 2 4 3 MCU 电路设计 此部分的 MCU 为主控电路的 MCU 所控制 详情见主控电路 MCU 的具体参数说明及 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 14 其电路 2 4 无线通信部分硬件电路设计 此节的无线通信部分为取号机 窗口 主控电路部分共同所有 本文设计的无线通信系统采用的是 NRF24L01 无线通信模块 极低的电流消耗 如 果工作在正常模式下 发射的功率会为 6dBm 的时候 电流会为 9mA 接收的时候有 12 3mA 工作在掉电模式与待机模式的时候会更低 基本参考数据如图 2 4 5 所示 图 2 4 5 NRF24L01 基本参数 NRF24L01 模块拥有 6 个独立的通道 在接收状态下 NRF24L01 能够收到 6 个通道 的信号 见图 2 4 6 所示 每一个信号通道必须使用互不相同的地址 可以公用相同 的数据频道 相当于 6 个发送的模块对应一个接收的模块可以实现 只有通道 0 拥有 可以设置为 40 位自身地址通道 1 5 信号通道仅仅拥有 8 位自身和 32 位公用地址 但 所有的数据通道都可以通过软件设置为增强型 NRF24L01 在收到某个通道的数据后会记录地址 紧接着会以此地址为应答地址发 送应答信号 发送数据端 信号通道 0 会被用作接收应答信号 所以 接受不发生错 误 通道 0 要与发送端的地址相同 这样才能保证正常的运行 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 15 图 2 4 6 NRF24L01 接收发送对应关系 NRF24L01 的外围驱动电路如下图 2 4 7 所示 图 2 4 7 NRF24L01 电路 NRF24L01 芯片的工作电压为 1 9 3 6V IO 可以直接输入 5V 电压 所以 IO 口可以 直接与单片机的 IO 口相连 对于工作电压 本文设计中使用的是通用的 3 3V 工作电 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 16 压 采用的是 AMS1117 3 3V 稳压芯片 具体的稳压转换电路如下图 2 4 8 所示 图 2 4 8 AMS1117 稳压电路 最后整个系统的 5V 电源均由 5V 开关电源提供 电流为 2A 方便使用和移动 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 17 第三章 排队机叫号系统的软件设计 软件部分的代码编写本设计中采用了 C 语言 简单明了 而且移植很方便 采用 的编程软件为 keil4 一共分为 4 个大的部分 取号机部分代码 窗口叫号部分代码 主控 语音液晶显示部分代码 无线通信部分代码 3 1 取号机软件设计 取号机代码的编写可以分为三个部分 打印机驱动部分 液晶显示驱动部分 无 线通信部分 无线通信部分详情见附录 1 3 1 1 设计流程图 本文在设计之前 对此部分做了流程图规划 具体内容如下图 3 1 1 图 3 1 1 取号机软件设及流程 3 1 2 M 150II 打印机部分 打印 5 7 点阵字符的时序图如图 3 1 2 所示 首先由脉冲宽度为定时信号 Tn Tn 1 的打印脉冲 Pn 激励打印针 A 工作 然后由脉冲宽度为定时信号 Tn 1 Tn 2 的打 印脉冲 Pn 1 激励打印针 B 工作 同样的打印针 C 被打印脉冲 Pn 2 激励工作 打印针 D 被打印脉冲 Pn 3 激励工作 接着打印针 A 再次被打印脉冲 Pn 4 所激励 按照这样的 规律 打印针 A B C D 依次被连续的打印脉冲所激励 直到完成打印任务 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 18 图 3 1 2 打印机时序图 驱动程序及注释如下 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ASCSTART 0X20 define HEAD 4 define LET PER HEAD 4 define VOL PER LET 6 define LINE 9 uchar print at 0 x7fff uchar LetBuf HEAD LET PER HEAD uchar PrtBuf HEAD LET PER HEAD 源文件 文字 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ abcdefghijklmnopqrstuvwxyz u 宽 高 像素 570 8 字模格式 大小 单色点阵液晶字模 纵向取模 字节倒序 570 字节 数据转换日期 02 8 13 9 44 55 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 19 uchar code ASCTable VOL PER LET 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x06 0 x5F 0 x06 0 x00 0 x00 0 x07 0 x03 0 x00 0 x07 0 x03 0 x00 0 x24 0 x7E 0 x24 0 x7E 0 x24 0 x00 0 x24 0 x2B 0 x6A 0 x12 0 x00 0 x00 0 x63 0 x13 0 x08 0 x64 0 x63 0 x00 0 x36 0 x49 0 x56 0 x20 0 x50 0 x00 0 x00 0 x07 0 x03 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x3E 0 x41 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x41 0 x3E 0 x00 0 x00 0 x00 0 x08 0 x3E 0 x1C 0 x3E 0 x08 0 x00 0 x08 0 x08 0 x3E 0 x08 0 x08 0 x00 0 x00 0 xE0 0 x60 0 x00 0 x00 0 x00 0 x08 0 x08 0 x08 0 x08 0 x08 0 x00 0 x00 0 x60 0 x60 0 x00 0 x00 0 x00 0 x20 0 x10 0 x08 0 x04 0 x02 0 x00 0 x3E 0 x51 0 x49 0 x45 0 x3E 0 x00 0 x00 0 x42 0 x7F 0 x40 0 x00 0 x00 0 x62 0 x51 0 x49 0 x49 0 x46 0 x00 0 x22 0 x49 0 x49 0 x49 0 x36 0 x00 0 x18 0 x14 0 x12 0 x7F 0 x10 0 x00 0 x2F 0 x49 0 x49 0 x49 0 x31 0 x00 0 x3C 0 x4A 0 x49 0 x49 0 x30 0 x00 0 x01 0 x71 0 x09 0 x05 0 x03 0 x00 0 x36 0 x49 0 x49 0 x49 0 x36 0 x00 0 x06 0 x49 0 x49 0 x29 0 x1E 0 x00 0 x00 0 x6C 0 x6C 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 xEC 0 x6C 0 x00 0 x00 0 x00 0 x08 0 x14 0 x22 0 x41 0 x00 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 20 0 x00 0 x24 0 x24 0 x24 0 x24 0 x24 0 x00 0 x00 0 x41 0 x22 0 x14 0 x08 0 x00 0 x02 0 x01 0 x59 0 x09 0 x06 0 x00 0 x3E 0 x41 0 x5D 0 x55 0 x1E 0 x00 0 x7E 0 x11 0 x11 0 x11 0 x7E 0 x00 0 x7F 0 x49 0 x49 0 x49 0 x36 0 x00 0 x3E 0 x41 0 x41 0 x41 0 x22 void BuildPrtBuf uchar line uchar head let vol uchar t1 uchar t2 for head 0 head HEAD head for let 0 let LET PER HEAD let t1 LetBuf head let ASCSTART t2 0 x00 for vol 0 vol line t2 1 PrtBuf head let t2 void PrintLetLine 打印一个字符行 uchar head vol line let 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 21 for line 0 line LINE line BuildPrtBuf line while P3 3 for let 0 let LET PER HEAD let for vol 0 vol VOL PER LET vol for head 0 head HEAD head while P3 2 print 0 x10 print 0 x10 PrtBuf head let Delay us 20 print 0 x10 void Print uchar head let i print 0 x00 P1 1 0 Delay us 0 xc8 0 x64 print 0 x10 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 22 for i 0 i 5 i sprintf LetBuf d Hello World uint i PrintLetLine print 0 x00 P1 1 1 Delay us 1 print 0 x00 3 1 3 LCD12864 驱动部分 LCD12864 液晶的时序图如图 3 1 3 所示 图 3 1 3 12864 液晶串行口时序图 12864 液晶初始化的流程图如图 3 1 4 所示 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 23 图 3 1 4 12864 液晶初始化的流程图 程序及注释如下 include sbit LCD CS P2 3 sbit LCD SID P2 2 sbit LCD CLK P2 1 sbit LCD RST P2 0 uchar code Bit num 0123456789ABCDEF void LCD12864 Write uchar Com Dat uchar Byte uchar a b Temp uchar P 3 if Com Dat 0 写指令 P 0 0XF8 else P 0 0XFA 写数据 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 24 P 1 0XF0 P 2 0X0F LCD SID 0 LCD CLK 0 LCD CS 1 for a 0 a 3 a Temp P a for b 0 b 8 b if Temp else LCD SID 0 LCD CLK 1 LCD CLK 0 Temp 4 LCD12864 Write Dat Bit num Data 0 LCD12864 Write Dat Bit num Data 1 LCD12864 Write Dat Bit num Data 1 void LCD12864 ClearTXT 清除文本 uchar i LCD12864 Write Com 0 x30 LCD12864 Write Com 0 x80 for i 0 i 64 i LCD12864 Write Dat 0 x20 void LCD12864 bmp uchar puts 绘图函数 uint x 0 uchar i j 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 27 LCD12864 Write Com 0 x34 扩展指令 LCD12864 Write Com 0 x36 打开绘图 for i 0 i 32 i LCD12864 Write Com 0 x80 i LCD12864 Write Com 0 x80 for j 0 j 16 j 16 8 256 LCD12864 Write Dat puts x for i 0 i 32 i LCD12864 Write Com 0 x80 i LCD12864 Write Com 0 x88 下半屏 for j 0 j 16 j LCD12864 Write Dat puts x void LCD12864 clearBMP 清除图形函数 uchar i j LCD12864 Write Com 0 x34 LCD12864 Write Com 0 x36 for i 0 i 32 i LCD12864 Write Com 0 x80 i 行位置 LCD12864 Write Com 0 x80 列位置 for j 0 j 4 b Display data 0 c Display data 1 d Display data 1 P1 duan a Byte1 0 Delay ms 1 Byte1 1 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 30 P1 duan b Byte2 0 Delay ms 1 Byte2 1 P1 duan c Byte3 0 Delay ms 1 Byte3 1 P1 duan d Byte4 0 Delay ms 1 Byte4 1 3 2 4 MCU 主控部分 这里 MCU 主要完成的功能是采集按键输入的信息 然后做出判断处理之后 控制 LED 显示相应的号码 及控制无线模块发送数据到主控芯片 完成数据的传送 具体的程序编写如下 include reg52 h uchar code TX data0 0X3D 0X01 重复呼叫 uchar code TX data1 0X3D 0X02 呼叫下一个 void main Init Interrupt 初始化中断 NRF24L01Int 初始化无线通信 while 1 if EX0 flag 1 外部中断 0 标志位 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 31 EX0 flag 0 NRFSetTxMode TX data0 重复呼叫 while CheckACK 等待发送成功 NRFSetRXMode 设置为接收模式 else if EX1 flag 1 外部中断 1 标志位 EX1 flag 0 NRFSetTxMode TX data1 呼叫下一个 while CheckACK 等待发送成功 NRFSetRXMode 设置为接收模式 NRFRevDate 接收数据 3 3 大厅语音及 LCD 显示部分 此部分系统包括 语音驱动代码 LCD 驱动代码 无线通信代码及主控 MCU 代码 其中 LCD 液晶部分与 3 1 3 章节重复 此处不再作重复介绍 无线通信部分详见附录 1 3 3 1 设计流程图 本文对此部分的程序编写之前 写进行了流程图的设计 设计如图 3 3 1 所示 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 32 图 3 3 1 流程图 3 3 2 语音系统部分 ISD4004 的时序如下图 3 3 2 所示 图 3 3 2 ISD4004 时序图 ISD4004 8 位命令格式如下图 3 3 3 所示 图 3 3 3 ISD4004 8 位命令格式 ISD4004 24 位命令格式如下图 3 3 4 所示 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 33 图 3 3 4 ISD4004 24 位命令格式 ISD4004 录音 停止时序如下图 3 3 5 所示 图 3 3 5 ISD4004 录音 停止时序 ISD4004 在使用之前需要将播放的声音录制到芯片内 本文的设计中 因为需要播 放的声音信号种类不多 提前将 请 号 到 窗口 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C 分别单独录制到芯片即可 因为每一段录 音都拥有自己独立的地址 所以在播放录音时可以通过地址直接调用任何一段录音 比如在本设计中如需要播放 请 A123 号到 1 号窗口 当大屏幕上显示此信息时 就 会听到此信息的声音信号 具体的完成过程是将每一个字的声音信号单独从芯片的存 储器中调用 然后将其连续的播放即可实现一段语音的连续播放 ISD4004 录音 放音 停止的程序及注释如下 include uint code CallNum 0X0000 0X0006 0X000C 0X0013 0X001A 0X001F 0X0027 0X002E 0X0034 0X003B 0X0049 0X004F 0X0056 0X005D 语音 0 D sbit SCLK P1 0 sbit SS P1 1 sbit MOSI P1 2 sbit RAC P1 3 sbit ISD INT P3 3 中断 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 34 ISD4004 SPI 串行发送子程序 8 位数据 void SPI send uchar Data uchar i SCLK 0 for i 0 i 1 void ISD stop Delay us 10 SS 0 SPI send ISD STOP SS 1 发送 上电指令 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 35 void ISD up Delay us 10 SS 0 SPI send ISD POWER UP SS 1 发送 掉电指令 void ISD down Delay us 10 SS 0 SPI send ISD POWER DOWN SS 1 void ISD play SS 0 SPI send PLAY NOW SS 1 void ISD setplay uint address SS 0 SPI send address Delay us 2 SPI send address Delay us 2 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 36 SPI send PLAY SET SS 1 void CallTheNum uchar Num uchar Bite 呼叫相应的号码 uchar a b c d e f a Num 0 b Num 0 c Num 1 d Num 1 e Bite f Bite ISD up 上电 Delay ms 50 ISD setplay 0 x0043 请 ISD play Delay ms 1100 ISD setplay CallNum a ISD play Delay ms 1100 ISD setplay CallNum b ISD play Delay ms 1100 ISD setplay CallNum c ISD play 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 37 Delay ms 1100 ISD setplay CallNum d ISD play Delay ms 1100 ISD setplay 0 x006A 号 ISD play Delay ms 1100 ISD setplay 0 x0063 到 ISD play Delay ms 1200 ISD setplay CallNum e 窗口号码 ISD play Delay ms 1100 ISD setplay CallNum f ISD play Delay ms 1100 ISD setplay 0 x0071 窗口 ISD play Delay ms 2000 ISD stop 停止 ISD down 下电 3 3 3 主控系统软件设计 本文设计中主控电路部分采用的是 STC12C5A60S2 单片机 具体的程序代码如下 include 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 38 uint Print num uchar xdata Print Data 1000 void main uchar i LCD12864 init 12864 初始化 if NRF RX flag0 1 NRF RX flag0 0 Print Data Print num RX Date0 0 Print Data Print num 1 RX Date0 1 TX Date0 0 0X3D TX Date0 0 Print num 2 计算排队人数 NRFSetTxMode 0 TX Date0 向打印机发送排队人数 Print num 2 总数组赋值位置后移 2 位 if NRF RX flag1 1 NRF RX flag1 0 if RX Date1 0 0X3D RX Date1 1 0 TX Date1 0 0 xa1 TX Date1 1 0 x11 Delay ms 1000 NRFSetTxMode 1 TX Date1 向窗口 01 发送打印机数据 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 39 while CheckACK 检测应答信号 用于发射 NRFSetRXMode 设置为接收模式 LCD12864 Writenum 0 TX Date1 液晶显示窗口 01 呼叫的号码 CallTheNum TX Date1 0X01 将 TX Date1 数据语音播放 if Print num 0 for i 0 i0 for i 0 i Print num i Print Data i Print Data i 2 i Print num 2 else if RX Date2 0 0X3D RX Date2 1 0 CallTheNum TX Date2 0X02 将 TX Date2 数据语音播放 while 1 NRFRevDate NRF Data Count 青岛农业大学海都学院工程系电气本科毕业设计 41 第四章 系统设计总结分析 4 1 设计的实用性 本文再设计排队机叫号系统之前对现有的营业厅做了调查 不同的企业的营业厅 采取了不同的排队系统来完成自己的正常营业 在亲身尝试之后 从中我感受到了系 统的实用性 不仅仅可以为用户提供人性化的服务 而且避免了因拥挤带来的不必要 麻烦 分析了其中的利弊之后 我认真总结了其中的优缺点之后 我深入其中 将本 设计认真的完成 在实物完成之后 通过测试我发现效果很好 能够真实地实现营业厅的真实效果 而