【正文】 第 1 頁(yè) 共 19 頁(yè) 河北聯(lián)合大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 題 目： 銀行排隊(duì)機(jī)系統(tǒng) 姓 名： 學(xué) 院： 信息學(xué)院 班 級(jí)： 07 電科 1 學(xué) 號(hào)： 202112021124 指導(dǎo)教師： 閆曉東 2021 年 01月 06日 一、 第 2 頁(yè) 共 19 頁(yè) 二、 需求分析 排隊(duì)在日常生活中 已經(jīng)是一種很普遍的現(xiàn)象，隨著科技的發(fā)展，排隊(duì)系統(tǒng)應(yīng)用而生。排隊(duì)叫號(hào)機(jī) 是利用電腦的科學(xué)管理功能代替人為排隊(duì)系統(tǒng)，很好地解決了客戶(hù)在服務(wù)機(jī)構(gòu)辦理業(yè)務(wù)時(shí)所遇到的各種排隊(duì)、擁擠和混亂現(xiàn)象，為客戶(hù)辦理業(yè)務(wù)帶來(lái)莫大的方便和愉悅。根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求，基本確定應(yīng)用單片機(jī)來(lái)確定簡(jiǎn)單的排隊(duì)叫號(hào)機(jī)功能。 基于總體的考慮，首先對(duì)排隊(duì)機(jī)進(jìn)行分析。 排隊(duì)系統(tǒng)可以分為兩大部分。票務(wù)打印系統(tǒng)及窗口操作系統(tǒng)，為此首先需要 設(shè)置一個(gè)總控制系統(tǒng) 對(duì)它們進(jìn)行控制。 票務(wù)打印 系統(tǒng) （ 1）顯示 發(fā)號(hào)機(jī)上的顯示屏 使用液晶顯示， 顯示 對(duì)待辦業(yè)務(wù)的選擇； （ 2）輸入 輸入過(guò)程即通過(guò)觸摸屏對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行選擇的過(guò)程； （ 3）輸出打印 號(hào)票打印內(nèi)容 應(yīng)該包括 業(yè)務(wù)名稱(chēng)、排隊(duì)號(hào)碼 ，打印機(jī)選用指針式打印機(jī)； 窗口 操作系統(tǒng) 基本包括顯示屏、語(yǔ)言提示，叫號(hào)按鈕 （ 1）顯示屏 使用點(diǎn)陣式 LED顯示，顯示內(nèi)容應(yīng)該是下一個(gè)號(hào)碼 以及辦理窗口 ； （ 2）語(yǔ)音提示 語(yǔ)音播報(bào)時(shí)用語(yǔ)音的形式通過(guò)廣播或者音箱給人一提示信息。語(yǔ)音播報(bào)提示給人 直觀、親切的感受特點(diǎn)，而且不需要用戶(hù)一直盯著提示屏或者排隊(duì)情況 。 選擇使用語(yǔ)音芯片，實(shí)現(xiàn)的功能應(yīng)該是當(dāng)操作員按下按鈕后，語(yǔ)音播放下一個(gè)辦理者的票號(hào)。 （ 3）叫號(hào) 按鈕 設(shè)置叫號(hào)按鈕，以便于操作員控制窗口模塊的顯示屏及語(yǔ)音提示。 各個(gè)模塊的通信問(wèn)題 考慮 通信距離為幾十米 的范圍內(nèi)，而且需要高有效的抗噪能力，選用目前廣為應(yīng)用的 RS— 485 總線相連，互相通信，傳送數(shù)據(jù)。 二、 概要設(shè)計(jì) （一） 根據(jù)排隊(duì)系統(tǒng)的實(shí)際情況，排隊(duì)系統(tǒng)的基本流程如下： 第 3 頁(yè) 共 19 頁(yè) （ 二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下 ： 整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)主控器與多臺(tái)子控制器通過(guò) 485 總線相連，互相通信，傳送數(shù)據(jù)。主控制器接收子控制器的請(qǐng)求信息，對(duì)子控制器的請(qǐng)求作出應(yīng)答。 通信 通信 窗口操作子系 統(tǒng) 總控制器 子控制器 子控制器 系統(tǒng)框架圖 排隊(duì)機(jī)排隊(duì)流程 休息區(qū)的 顧客收到提 示信息后前 去相應(yīng)窗口 接受一對(duì)一 服務(wù) 需要辦理 業(yè)務(wù)的顧客 先到取號(hào)機(jī) 根據(jù)自己需 要選擇業(yè)務(wù)，并獲得打印 出的排隊(duì)號(hào)票 取到排隊(duì) 號(hào)的顧客在 休息區(qū)休息，注意大廳的 提示信息 窗口操作 員按“下一位”當(dāng)前窗口 便顯示 顧客 排隊(duì)號(hào)同時(shí) 開(kāi)始語(yǔ)音播報(bào)：請(qǐng) XX 到 XX窗口服務(wù) 顧客取票 顧客休息等待 顧客到窗口辦理業(yè)務(wù) 營(yíng)業(yè)員按鈕叫號(hào) 窗口控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖 顯示屏 子控制器 窗口一 窗口二 窗口三 鍵盤(pán)輸入模塊 語(yǔ)音叫號(hào) 顯示屏 語(yǔ)音叫號(hào) 顯示屏 語(yǔ)音叫號(hào) 第 4 頁(yè) 共 19 頁(yè) （ 1） 子控制器包括一個(gè)管理員鍵盤(pán)和多個(gè)窗口操作鍵盤(pán)，每個(gè)每個(gè)窗口操作鍵盤(pán)課通過(guò)硬件來(lái)設(shè)定、更改其所在窗口的窗口號(hào)。 管理員鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置的功能，可以配置整個(gè)系統(tǒng)的密碼，系統(tǒng)時(shí)間，業(yè)務(wù)類(lèi)型等一系列參數(shù)；窗口操作鍵盤(pán)可以向主控制器發(fā)出“下一位”來(lái)呼叫下一位顧客。 同時(shí)，對(duì)于某些特殊情況要進(jìn)行處理，例如某些緊急客戶(hù)排隊(duì)需要優(yōu)先處理、顧客沒(méi)有聽(tīng)到叫號(hào)的信息或者操作員暫時(shí)離開(kāi)窗口，所以操作鍵盤(pán)需要能提 供“優(yōu)先”、“重呼”、“暫?！钡刃畔⑻幚砉δ?。 （ 2）整個(gè)系統(tǒng)中需要一個(gè)顯示牌來(lái)指示當(dāng) 前顧客應(yīng)該到達(dá)某個(gè)串口辦理； 同時(shí)每個(gè)窗口需要配置一臺(tái)相應(yīng)的顯示牌，可以顯示當(dāng)前窗口辦理的顧客號(hào)，以便提醒顧客前來(lái)辦理業(yè)務(wù)。 （ 3）為了更直觀的提醒顧客，系統(tǒng)中還設(shè)置一個(gè)語(yǔ)音叫號(hào)控制單元，實(shí)時(shí) 通過(guò)音箱播報(bào)顧客號(hào)和相應(yīng)窗口號(hào)來(lái)提醒顧客辦理業(yè)務(wù)。 票號(hào)打印 子 系統(tǒng) 主控制器連接業(yè)務(wù)取號(hào)機(jī)的業(yè)務(wù)選擇鍵盤(pán)，用來(lái)接收顧客的按鍵信息與排隊(duì)請(qǐng)求信號(hào)。同時(shí)，還連接微型打印機(jī)，在接收到排隊(duì)請(qǐng)求信號(hào)后，依照當(dāng)前的排隊(duì)情況，產(chǎn)生排隊(duì)號(hào)，并控制打印機(jī)的打印。 三、詳細(xì)設(shè)計(jì) （ 一）硬件設(shè)計(jì) 主控制器設(shè)計(jì) 基于成本控制和功能不需要很復(fù)雜的考慮，主控器選用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主控器即為 RS— 打印機(jī)電路 顯示屏 觸摸屏輸入 復(fù)位電路 主控制器 票號(hào)打印系統(tǒng)框圖 第 5 頁(yè) 共 19 頁(yè) 485 網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)，起著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的作用，把 RS— 485 網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè) CPU 控制節(jié)點(diǎn)通過(guò)總線連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，作為該排隊(duì)系統(tǒng)的主要控制單元，它的設(shè)計(jì)需要達(dá)到以下幾個(gè)要求： （ 1） 能夠 順利的與其他 CPU 控制器通過(guò) RS— 485 總線相連，組成可以相互通信、 多CPU 協(xié)同控制的網(wǎng)絡(luò)； （ 2） 具有基本的人機(jī)交互界面，可以接受顧客排隊(duì)請(qǐng)求的信息輸入； （ 3） 具有較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，以 存儲(chǔ)顧客排隊(duì)信息，生成排隊(duì)號(hào)等； （ 4） 能驅(qū)動(dòng)打印機(jī)，由打印機(jī)打印 出有相關(guān)信息的排隊(duì)票號(hào)； （ 5） 具有系統(tǒng)時(shí)鐘，記錄當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，需要萬(wàn) 年歷功能； （ 6） 能與 PC機(jī) 通信，傳遞取號(hào)、叫號(hào)等信息。 從主控器的設(shè)計(jì)要求可以看出，由于與各個(gè)子控制器采用 RS— 485網(wǎng)絡(luò)，使用的是 RS— 485 協(xié)議；而與 PC 機(jī)通信采用的是 RS— 232協(xié)議，所以主控制器可以使用兩套串口分別來(lái)連接 RS— 485 網(wǎng)絡(luò)以及和 PC機(jī)通信：擴(kuò)展一個(gè)較大容量的帶電池 RAM 可以在掉電情況下不丟失數(shù)據(jù)；配置一塊帶萬(wàn)年歷功能的時(shí)鐘芯片，可以記錄完整系統(tǒng)時(shí)間。 在設(shè)計(jì)中，主控器的核心單元 — CPU采用 winbond公司的一個(gè)帶雙串口與 MCS51單片機(jī)相兼容的全新核心的微處理器 W77E58，處理能力強(qiáng)，具有兩個(gè)全雙工串口免去擴(kuò)展和兼容的麻煩，而且片內(nèi)程序存儲(chǔ)器大，就該系統(tǒng)的程序來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠，不用擴(kuò)展片外程 打印機(jī)控制模塊 RAM CPU 系統(tǒng)時(shí)鐘控制模塊 串口 0 串口 1 語(yǔ)音芯片 PC 語(yǔ)音模塊 i 打印 485 總線 主控制板模塊設(shè)計(jì)圖 第 6 頁(yè) 共 19 頁(yè) 序存儲(chǔ)器，節(jié)省了 I/O 口；排隊(duì)信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，由于要在掉電的情況下保持大量的數(shù)據(jù)，所以選用了一塊 32K 容量、帶電池?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展；萬(wàn)年歷時(shí)鐘芯片選擇了功能強(qiáng)大，方便易用的 DS12C887，十分方便控制，斷電情況下也能準(zhǔn)確運(yùn)行。 子控制器設(shè)計(jì) 子控制器在系統(tǒng)的應(yīng)用中實(shí)際是一個(gè)與客戶(hù)交互的 終端。人機(jī)界面選用鍵盤(pán)和顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)采用的方案是常用 16 鍵鍵盤(pán)和 LCD 段式液晶模塊組成人機(jī)界面，加入通信模塊，與主控制器通過(guò) RS— 485 網(wǎng)絡(luò)交互，將用戶(hù)的輸入信息傳遞給主機(jī)，經(jīng)過(guò)主機(jī)的處理后，再將結(jié)果 反饋到子控制器需要滿(mǎn)足以下幾個(gè)要求： （ 1） 子控制器應(yīng)該能夠順利的與其他 CPU 控制器通過(guò) RS— 485 總線相連，組成可以相互通信，多 CPU 協(xié)同控制的網(wǎng)絡(luò)； （ 2） 子控制器是一個(gè)鍵盤(pán)式客戶(hù)交互終端，應(yīng)盡量做到操作簡(jiǎn)便，符合人們使用習(xí)慣，同時(shí)提示信息簡(jiǎn)潔而充分； （ 3） 由于子控制器在同一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)中會(huì)有多個(gè)同時(shí)接入，所以要具有設(shè)置功能以區(qū)分不同CPU 控制器； （ 4） 子控制器實(shí)際上是鍵盤(pán)，最終需要裝入鍵盤(pán)外殼，所以應(yīng)盡量做到小巧美觀，設(shè)計(jì)的電路應(yīng)該能適應(yīng)鍵盤(pán)外殼的尺寸。 在設(shè)計(jì)中， CPU 采用 AT89S51； LED 液晶模塊采用北京青云科技公司的 LCM061A 段式液晶模塊；鍵盤(pán)采用典型的 4 4 矩陣鍵盤(pán)，盡管有簡(jiǎn)單易用的 鍵盤(pán)顯示芯片 8279 可以起LED 液 晶顯示模塊 CPU 485 網(wǎng)絡(luò)模塊 地址設(shè)置模塊 鍵盤(pán)輸入模塊 子控制器模塊示意圖 RS—485總線 第 7 頁(yè) 共 19 頁(yè) 到鍵盤(pán)掃描和 LED 斷碼現(xiàn)實(shí)的功能，但是由于鍵盤(pán)尺寸的限制，必須盡量少用芯片以節(jié)省空間，所以這里用 AT89S51 的 P2 口作為鍵盤(pán)接口電路，用程序來(lái)掃描鍵盤(pán)輸入。 窗 口 操作 子系統(tǒng) （ 1） 、鍵盤(pán)顯示模塊 本系統(tǒng)顯示模塊采用段式 LCD 液晶顯示模塊 LCM061A，它是一種 6 位多功能通用型 8段式液晶顯示，將液晶顯示屏和核心電路集成一體，使用串行式控制，它只有 11 根引腳，與單片機(jī)連接十分方便。引腳如表 1 所示： 引腳 符號(hào) 說(shuō)明 1 VDD 電源正極， +5V 2 VLCD LCD 屏工作 電壓調(diào)整，可調(diào)整視角對(duì)