基于51单片机排队叫号系统设计

1、 课程设计单片机系统课 程 设 计成绩评定表设计课题 排队叫号系统设计 学院名称 ： 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 设计地点 ： 31-505 设计时间 ： 2012-12-172012-12-28 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日目录1 引言42总体方案设计42.1硬件组成42.2 方案论证52.3总体方案53 硬件电路设计63.1 单片机及外围电路63.2显示电路73.3按键电路83.4蜂鸣器电路94 系统软件设计104.1 主程序设计104.2子程序液晶LCD1602显示处理程序124.3子程序按键检测程序145 系统调试与总结155.1调试155.2 总

2、结17参考文献17附录A：18附录B19 1 引言近年来，随着科学技术的迅猛发展和人们生活水平的日益提高，各行各业特别是服务行业的竞争也逐渐激烈。服务质量作为体现企业的公众形象、服务理念、管理水平的标准已越来越受到服务和被服务双方所关注，而营业窗口正是代表银行、医院、电信、税务、工商等企业服务质量的重要场所。 随着服务行业业务量的增长及业务种类的增加，排队等候已成为人们面临的实际问题。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”

3、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。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，排队系统应运而生。 此系统完全模拟人群排队过程，通过取票进队、排队等待、叫号服务等功能，诠释了人性化的服务理念，舒缓顾客等待的急噪情绪，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体现。 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。2总体方案设计2.1硬件组成本

4、系统由按键输入系统、单片机系统、屏幕显示系统及叫号提示音系统组成，系统分为两个部分：抽号部分和叫号部分，其控制核心为AT89C51单片机，选用此单片机编程简单，开发工具便于使用，能很好地满足排队叫号的控制数据处理。抽号部分和叫号部分采用一块LCD液晶显示器，这样显示数据直观，便于顾客理解，抽号部分输入只需使用一个抽号键即可，便于客户操作，叫号部分包括两个叫号键，系统采用自动清零，无需人工操作。2.2 方案论证1.控制器控制器的选择是确定整个系统硬件方案的关键，它关系到其它几个部分方案的确定，对于排队叫号系统，控制器的可选方案有以下两种：（1）采用单片机。单片机采用半导体工艺，使其具有很多显著的

5、优点和特点，因而能在各个领域都得到迅猛的发展，它主要有如下特点：1有优异的性能价格比。2集成度甚高，体积小，有很高的可靠性，可以在恶劣环境下工作。3控制能力强。4低功耗，低电压，便与生产便携式产品。5扩展容易。 （2）采用PLC。PLC是一种专门为在工业环境下的应用而设计的专用计算机。其特点是抗干扰能力强，具有很高的可靠性高；各种接口配套齐全，功能完善，适用性强。采用PLC构成的控制系统的工作量小，维护方便，适合于野外使用，但价格昂贵21。排队叫号系统作为一种生活中常用的小型系统，本身价值不高，更要求控制系统具有较好的性价比，经上述分析比较，确定采用单片机作为控制器。2.输入通道输入通道为按键

6、。按键有独立式按键和行列式按键两种，因为所需按键数少，故确定使用独立式按键。3.控制输出通道排队叫号系统的执行机构是1602显示器和蜂鸣器使得系统输出简单明了。 2.3总体方案系统的组成如图2.3。设备上电后，显示器屏亮，无信息显示。当客户按键后，没按一下，队伍加一，显示器显示客户队伍号：排满20位后，再按取号键，屏幕显示“队伍满”。当客服叫号时，队伍减1，程序进行信息处理，在屏幕上显示“几号客户到几号窗口”，同时进行声音提示;当队伍空时，显示“队伍空”，显示器屏幕清空，储存队伍号码归零处理。图2.3 总体方案框图3 硬件电路设计3.1 单片机及外围电路微控制器采用AT89C51。AT89C5

7、1是美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列单片机完全兼容的高性能CMOS 8位单片机，MCS-51系列单片机以其推出时间早、配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。 AT89C51的内部资源主要包括： ·与MCS-51 系列完全兼容的高性能8位CPU； ·8K字节可重复编程的Flash存储器； ·256字节的SRAM； ·4个8位的并行口，共32条I/O口线； ·3个16位的定时器/计数器； ·6个中断源，2个中断优先级的中断系统； ·一个全双工的串行口； ·内部振荡器

8、。 AT89C51的外围电路主要包括时钟电路、复位电路、存储器扩展电路等，为了提高系统的可靠性，应设计看门狗（Watch-dog Timer）电路。如图3.1所示。图3.1 单片机外围电路3.2显示电路多数的应用系统,都要配输出外设,LED显示器和LCD显示器,为了达到显示目的,我们选用了LCD1602显示器。在显示方面，我们选用LCD显示。背光亮度可调，可显示两行，每行16字符，不能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，并行接口编程容易，但是占用的I/O口线比较多，引脚功能介绍如下：VSS（引脚1）：电源地。VDD（引脚2）：电源正。VO（引脚3）：对比度调节端RS（引脚4）：

9、数据/命令选择端（H/L）R/W（引脚5）：读写选择端（H/L）E（引脚6）：使能信号D0D7(引脚714)数据口BLA(引脚15)背光电源正BLK(引脚16)背光电源负1602显示屏连接单片机的P0口，电路连接图如下 图3.33.3按键电路按键控制电路中，单片机的P1口分别连接3个按键式开关，P3.0顾客排号按键；P3.1窗口一叫号按键；P3.2窗口二叫号按键。按键电路图如下图3.3图3.33.4蜂鸣器电路蜂鸣器的正极的一段连接到5V电源上面，另一端连接到三级管的集电极，三极管的基极有单片机的P1.5管脚来控制，当P1.5管脚为低时，输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，放出声音

10、。用户可以通过程序控制P1.5管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。电路如下图 4 系统软件设计4.1 主程序设计主程序见附录B图4.1 主程序流程图4.2子程序液晶LCD1602显示处理程序液晶LCD1602显示处理程序/*LCD1602*显示屏命令写入函数*/void LCD_write_com(uchar com) e=0; rs=0; rw=0; P0= com; delay(1000); e=1; delay(1000); e=0; /* LCD1602 *显示屏数据写入函数* */ void LCD_write_data(uchar dat) e=0; rs=1; rw=0;

11、P0 = dat; delay(1000); e=1; delay(1000); e=0; /* LCD1602 *显示屏数据写入数据* */ void LCD_clear(void) LCD_write_com(0x01); delay(1000); /* LCD1602 显示屏初始化函数 */ void LCD_init(void) LCD_write_com(0x38); /*显示模式设置*/ delay(100); LCD_write_com(0x38); delay(100); LCD_write_com(0x38); delay(100); LCD_write_com(0x38);

12、 LCD_write_com(0x08); /*显示关闭*/ LCD_write_com(0x01); /*显示清屏*/ LCD_write_com(0x06); /*显示光标移动设置*/ delay(100); LCD_write_com(0x0C); /*显示开及光标设置*/ 程序具体流程图如图这几个是1602显示的必备程序，设置好1602后，只需通知写指令和写数据的程序处理，能够把需要显示的内容显示出来，是比较简单的显示设备。4.3子程序按键检测程序 /*获取键值函数*/ uint sweep_key() uint jianzhi; if(key1=0) delay(1000); if(

13、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); 本设计只有两个叫号窗口，相对来说比较简单，通过按键检测程序来分辨是哪个按键按下了。窗口依据实际需要可以增加，程序有很大的扩展性。5 系统调试与总结5.1调试屏幕出将程序下载到单片机中调试成功。按下客户端取号按键现号码如上图。按下服务叫号键出现提示如下图5.2 总结此系统采用LCD1602显示，做起来比较简单，其中只设立

14、了两个处理窗口，虽然较少，不过可以根据需要自行增加，具有较好扩展功能。设计采用声音提示，由于能力有限，不会编写音乐程序，就用了最简单的蜂鸣器声音。从此次设计中，我学到很多，对没用掌握的知识有了一定的理解。参考文献1 单片机微型计算机原理、应用、及接口技术（第二版）。张迎新 等编著。国防科技大学出版社出版。2 单片机在服务叫号管理系统中的应用。唐海波 于宏图 李继平。微型机与应用。3 MCS-51单片机应用设计。张毅刚。哈尔滨工业大学出版社。4 MCS51单片机原理与应用（C语言版）。机械工业出版社。5 一种基于单片机的排队叫号系统设计。欧志刚。计算机光盘软件与应用。附录A：系统原理图附录B 程

15、序#include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit rs=P26; sbit rw=P25; sbit e=P27; sbit key1=P10; sbit key2=P11; sbit key3=P12; sbit sounder=P15; uchar prompt1="Your No.is 00!" uchar prompt2="No.00 Go To Win.0" uchar prompt3="Queue is full &

16、quot; uchar prompt4="Queue is empty !" uint num_count=0; /排队叫的号码 uint rank_number20=0; /排队叫号存储的数组 uint num=0; /窗口消的号码 int RankFlag=0; /叫号的标志 int ClearNumFlag=0; /消号的标志 uint LengthFlag=0; /队列长度 叫一次号时+1，消一次号时-1 /*延时函数*/ void delay(uint n) while (n-); /* LCD1602 *显示屏命令写入函数* */ void LCD_write_

17、com(uchar com) e=0; rs=0; rw=0; P0= com; delay(1000); e=1; delay(1000); e=0; /* LCD1602 *显示屏数据写入函数* */ void LCD_write_data(uchar dat) e=0; rs=1; rw=0; P0 = dat; delay(1000); e=1; delay(1000); e=0; /* LCD1602 *显示屏清空显示* */ void LCD_clear(void) LCD_write_com(0x01); delay(1000); /* LCD1602 显示屏初始化函数 */ v

18、oid LCD_init(void) LCD_write_com(0x38); /*显示模式设置*/ delay(100); LCD_write_com(0x38); delay(100); LCD_write_com(0x38); delay(100); LCD_write_com(0x38); LCD_write_com(0x08); /*显示关闭*/ LCD_write_com(0x01); /*显示清屏*/ LCD_write_com(0x06); /*显示光标移动设置*/ delay(100); LCD_write_com(0x0C); /*显示开及光标设置*/ /*简单的蜂鸣器提示

19、音*/ void sound() uint a; for(a=0;a<500;a+) sounder=0; delay(61); sounder=1; /*获取键值函数*/ uint sweep_key() uint jianzhi; 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); /* 叫号机 按一次一号

20、键变量+1，最大为20 */ void QueueNumProcess() if(RankFlag=1) /判断叫号标志是否有效 if ( LengthFlag<20) num_count+; rank_numberLengthFlag = num_count; LengthFlag+; /* 窗口消号处理函数 */ void ClearNumProcess() uint i; if (ClearNumFlag=1) /判断消号标志是否有效 num=rank_number0; /把消的号赋给全局变量num for(i=0;i<19;i+) /让数组整体左移一个存储单元，即把消得号删

21、除 rank_numberi=rank_numberi+1; LengthFlag-; /* 检测到按键后，检测函数处理及LCD显示处理 */ void CheckButtonProcess(uint m) uint jz,i; jz=m; if(jz=1) && (RankFlag=1) / 当队列人数达到20时，提示 / Queue is full if( LengthFlag>=20 ) LCD_clear(); LCD_write_com(0x80+0x02); delay(100); for(i=0;i<16;i+) LCD_write_data(prom

22、pt3i); delay(100); else QueueNumProcess(); prompt111=(num_count)/10+'0' prompt112=(num_count)%10+'0' LCD_clear(); LCD_write_com(0x80+02); delay(100); for(i=0;i<15;i+) LCD_write_data(prompt1i); /"Your No.is 00!" delay(100); RankFlag=0; if(jz=2|jz=3) && ClearNumFlag=1)