【文章內(nèi)容簡介】 括顯示模塊部分和通信模塊部分，系統(tǒng)原理圖見附圖 顯示模塊的設(shè)計(jì)考慮采用串行驅(qū)動方式，這里采用MAX7219驅(qū)動芯片。(l)MAX7219芯片介紹MAX7219是美國MAXIM公司研制的緊湊型、串行輸入、串行輸出、共陰極新型LED顯示驅(qū)動器。它一片芯片可以驅(qū)動多達(dá)8位7段LED顯示器、條型圖形、或64個單個LED，其片內(nèi)有BCD譯碼器、多路復(fù)用掃描電路、段和數(shù)字驅(qū)動器、以及存貯每個數(shù)字的 8X8靜態(tài)RAM。所有LED的段電流設(shè)定只需一個外部電阻。這種LED驅(qū)動器有以下特點(diǎn):①接口簡單，占用CPU的I/0口線少，對外接口只需3根I/0口線，即可實(shí)現(xiàn)最高可達(dá)10MHZ串行接口。②各個寄存器可以單獨(dú)被尋址和更新，不需要全部更新。③允許用戶對每個顯示位是選擇BCD譯碼方式還是非譯碼方式進(jìn)行定義。④具有 150uA的低功耗停機(jī)方式。⑤可以模擬和數(shù)據(jù)控制顯示的亮度，與 MOTOROLA ，SPI，QSPI及MATIONALMICROWIRE串行口相兼容。⑥可以進(jìn)行級連，最多可以級連8片MAX7219，驅(qū)動64個數(shù)碼管。該芯片采用24腳DIP和S0封裝。引腳說明見下表引腳名稱功能說明1DIN串行數(shù)據(jù)輸入端。在CLK的上升沿數(shù)據(jù)鎖入芯片內(nèi)部16位移位寄存器2,3,58,10,11DIG0DIG78位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流4,9GND地線（兩個GND必須接在一起）12LOAD鎖入輸入的數(shù)據(jù)。在LOAD的上升沿最后的16位串行數(shù)據(jù)被鎖入13CLK時鐘輸入，最高時鐘頻率為10MHZ，在CLK的上升沿數(shù)據(jù)被鎖入內(nèi)部移位寄存器，在CLK的下降沿，數(shù)據(jù)從DOUT腳被輸出1427 2023SEGASEGG DP7段驅(qū)動和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動18ISET該腳通過一個電阻與V+相連，設(shè)置峰值段電流19V+電源電壓，+5V24DOUT串行數(shù)據(jù)輸出，該腳用于級聯(lián)擴(kuò)展（1）AT89C51與MAx7219芯片接口電路： AT89C51與MAX7219芯片接口電路2片MAX7219芯片與89C51芯片及共陰極小電流LED段碼顯示器的接口電路簡單。，，第一片MAX7219的DOUT數(shù)據(jù)輸出管腳接到第二片MAX7219的DIN數(shù)據(jù)輸入管腳。MAX7219可通過V+管腳和工SET管腳之間所接的外部電阻RSET來控制，RSET電阻越大段電流越小，其最小值不小于9530Q，此時典型段電流為37mA。為了減少外界的干擾，應(yīng)在MAX7219V+管腳和GND管腳之間加上一個 10pF的鈕電容。當(dāng)MAX7219芯片和主控芯片(例如CPU)的距離較遠(yuǎn)時，為了防止高頻信號的干擾，傳輸數(shù)據(jù)的頻率最好低一些，并在CLK時鐘輸入管腳和LOAD鎖定輸入管腳和GND管腳之間各自接上一個 100OpF的瓷片電容器。在進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)時應(yīng)盡可能使MAX7219芯片和所驅(qū)動的LED顯示器以及主控芯片(例如CPU)靠近，以防止高頻信號的干擾。當(dāng)MAX7219芯片和主控芯片的距離較近時，CLK時鐘輸入管腳和LOAD鎖定輸入管腳和GND管腳之間無需再各自接上一個10O0pF的瓷片電容器。MAX7219所能直接驅(qū)動的是共陰極小電流LED顯示器，它不能直接驅(qū)動共陽極LED顯示器，否則會損壞器件。在級連顯示時，當(dāng)被驅(qū)動的數(shù)碼管不是8的倍數(shù)時，最好將每個芯片所驅(qū)動的顯示位數(shù)設(shè)計(jì)為一樣，這樣所有顯示器的顯示亮度才一致。操作者只需編程發(fā)送16位數(shù)據(jù)包，就能簡單地操作LED的位選以及段選、設(shè)置和改變MAX7219的工作模式。16位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式如下:其中:D7DO:8位數(shù)據(jù)位，D7最高位，DO為最低位。D11D8:4位地址位。D15D12:無關(guān)位，通常全取1。MAX7219通過D11D8 4位地址譯碼，可尋址14個內(nèi)部寄存器，分別是8個LED顯示寄存器，5個控制寄存器和1個非工作寄存器。LED顯示寄存器由內(nèi)部8X8靜態(tài)RAM構(gòu)成，操作者可直接對位寄存器進(jìn)行個別尋址，以刷新和保持?jǐn)?shù)據(jù)，只要V+超過2V(一般為+5V)?？刂萍拇嫫靼?譯碼模式，顯示亮度調(diào)節(jié)，掃描限制(選擇掃描)位數(shù)，關(guān)斷和顯示測試寄存器，地址分配表如下表所示： 寄存器地址分配表寄存器名稱地址16進(jìn)制碼D15D12D11D10D9D8非工作寄存器XXXX0000X0DIG IT0XXXX0001X1DIG IT1XXXX0010X2DIG IT2XXXX0011X3DIG IT3XXXX0100X4DIG IT4XXXX0101X5DIG IT5XXXX0110X6DIG IT6XXXX0111X7DIG IT7XXXX1000X8譯碼模式XXXX1001X9高度調(diào)節(jié)XXXX1010XA掃描限制XXXX1011XB關(guān)斷模式XXXX1100XC顯示測試XXXX1111XFMAX7219的驅(qū)動程序首先必須對5個控制寄存器初始設(shè)置即初始化，各控制寄存器含義如下：非工作寄存器(地址=XOH):在不改變顯示或影響任意控制寄存器條件下器件級聯(lián)時，非工作寄存器允許數(shù)據(jù)從DIN傳送到DOUT。譯碼模式選擇寄存器(地址= X9H):共有4種譯碼模式供選擇，當(dāng)數(shù)據(jù)位全0時選擇“非譯碼方式。在此方式下，8個數(shù)據(jù)位分別一一對應(yīng)7個段和小數(shù)點(diǎn)。通常選擇此方式。掃描限制寄存器(地址=XBH):用于設(shè)置顯示的LED個數(shù)(18)，當(dāng)DZDIDO=11D7D6D5D4D3無關(guān)時，可接8個LED管。亮度調(diào)節(jié)寄存器(地址=XAH):共有16級選擇，用于LED顯示亮度的強(qiáng)弱設(shè)置。關(guān)斷模式寄存器(地址=XCH):有兩種模式選擇:一種是關(guān)斷狀態(tài)模式(DO=0)。一種是正常操作狀態(tài)(DO=I)，通常選擇正常操作狀態(tài)。顯示測試寄存器(地址=XFH):有兩種選擇用于設(shè)置LED是測試狀態(tài)還是正常操作狀態(tài):當(dāng)在測試狀態(tài)時(DO=1)各位應(yīng)全亮。一般選擇正常操作狀態(tài)(DO=0)。通信模塊采用RS485通信收發(fā)器SN75LBC184。窗口顯示屏采用AT89C51單片機(jī)控制，(地址為 XXXXXXX1)，與呼叫器(地址為 XXXXXXX0)相對應(yīng)，即第8位為選擇位，第27位為窗口號位，通過地址撥碼開關(guān)置位窗口顯示屏主要包括顯示模塊部分和通信模塊部分，系統(tǒng)原理圖見附圖 顯示模塊的設(shè)計(jì)窗口顯示屏用3位數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)顯示方式，單片機(jī)I/0口分別進(jìn)行段選與位選的鎖存，由驅(qū)動電路進(jìn)行驅(qū)動，掃描功能完全由軟件來完成。3位共陰極LED顯示器的段選線對應(yīng)并接，，用三極管驅(qū)動。通信模塊采用RS485通信收發(fā)器SN75LBC184，。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)依據(jù)智能排隊(duì)系統(tǒng)的“智能”體現(xiàn)在該系統(tǒng)對“排隊(duì)”的處理是根據(jù)運(yùn)籌學(xué)中的排隊(duì)論來設(shè)計(jì)的。排隊(duì)論又叫做隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論。研究關(guān)于獨(dú)立服務(wù)的排隊(duì)論問題。研究目的是要回答如何改進(jìn)服務(wù)機(jī)構(gòu)或組織被服務(wù)的對象，使得某種指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的問題。該系統(tǒng)的界定范圍為:顧客的總體是無限的。顧客到來方式可以是單個的，也可以是成批的。相繼到達(dá)的間隔時間是隨機(jī)的。顧客的到達(dá)是相互獨(dú)立的。采用先到先服務(wù)方式。顧客到達(dá)時間間隔或者服務(wù)時間為一個隨機(jī)變量，經(jīng)過對現(xiàn)實(shí)排隊(duì)問題的研究證實(shí)，一般地隨機(jī)到達(dá)規(guī)律都服從泊松過程。而服務(wù)時間服從負(fù)指數(shù)分布(記為M)，分布密度為：根據(jù)服務(wù)臺為多數(shù)個，將其確定為多服務(wù)臺問題，再考慮到使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)配置，故將模型定為單隊(duì)多服務(wù)臺型。在該排隊(duì)系統(tǒng)中用下述符號形式表示:?/?/?/?其中:第一個符號表示顧客到達(dá)時間間隔的分布。第二個符號表示服務(wù)時間分布。第三個符號表示服務(wù)臺數(shù)目。第四個符號表示服務(wù)系統(tǒng)允許的最大顧客容量。則該模型表示為:M/M/C/∽，即:顧客以簡單流到達(dá)。服務(wù)臺以并聯(lián)方式服務(wù)，并相互獨(dú)立。顧客到達(dá)時間間隔和服務(wù)時間服從負(fù)指數(shù)分布。服務(wù)臺數(shù)目為C。系統(tǒng)的顧客容量沒有限制。： 排隊(duì)系統(tǒng)拓?fù)鋱D有了上述公式及指標(biāo)就可以對顧客到達(dá)、服務(wù)時間、服務(wù)強(qiáng)度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而決定是否增減服務(wù)員數(shù)目、合理安排作息時間等起到重要作用。但是，本文要研究的重點(diǎn)對象是排隊(duì)系統(tǒng)的生產(chǎn)原理及工作情況，是具體實(shí)現(xiàn)排隊(duì)服務(wù)的設(shè)備制造，因此，本文的重點(diǎn)將立足于如何提高系統(tǒng)使用率，如何更好地合理地進(jìn)行服務(wù)。 排隊(duì)系統(tǒng)工作流程及對應(yīng)決策分析為了方便說明本排隊(duì)系統(tǒng)的算法分析，將該系統(tǒng)工作流程簡化。（1）取號主機(jī)。由上面的推導(dǎo)得知，取號主機(jī)的事件發(fā)生概率服從泊松分布，但由于只有一臺主機(jī)，是單隊(duì)簡單流事件，故可簡化其特性，認(rèn)為僅僅是一個信號流發(fā)生器，時間上無所謂，而邏輯上服從隊(duì)列的先入先出算法。（2）管理中心。所有功能性的算法都在管理中心上實(shí)現(xiàn)。首先，管理中心建立一個隊(duì)列池，儲存取號主機(jī)發(fā)生的順序流事件。其次，管理中心查詢各個服務(wù)臺空閑情況，根據(jù)服務(wù)臺總數(shù)目進(jìn)行輪詢算法，以確認(rèn)下一個取得客戶的服務(wù)臺號。之所以采取輪詢算法，是為了保證服務(wù)臺的均勻使用率，不使得單個服務(wù)臺過勞或過閑。最后，在管理中心運(yùn)行的過程中，服務(wù)臺的流事件中可能有某些客戶走開而產(chǎn)生跳過，因此需要把跳過的客戶插入取號主機(jī)隊(duì)列的最后，連續(xù)兩次被跳過的客戶將從隊(duì)列中刪除，避免空號占用系統(tǒng)時間。（3）服務(wù)臺。按照系統(tǒng)給定的順序服務(wù)，其服務(wù)時間服從負(fù)值數(shù)分布，但就邏輯上而言，這只是一個中斷發(fā)生器，只對給定的顧客表達(dá)是“正在服務(wù)”、“下一個”和“跳過”，不涉及算法。負(fù)值數(shù)事件負(fù)值數(shù)事件處理隊(duì)列：有跳過的加入到隊(duì)列的后面；兩次跳過則刪除；隊(duì)列的選擇及處理：輪詢泊松流隊(duì)列 排隊(duì)系統(tǒng)算法分布圖 主機(jī)工作于查詢狀態(tài)，依次與01~60號(地址O2H78H)從機(jī)通信，根據(jù)從機(jī)的請求命令發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，打印機(jī)使用中斷工作方式，這樣可保證主機(jī)完成對整全系統(tǒng)的控制和管理。主程序流程圖如圖所示，其具體工作過程如下：主機(jī)初始化后，從01號從機(jī)(即呼叫器，地址=02H)開始查詢，如有應(yīng)答并命令請求，根據(jù)命令作相應(yīng)處理:①請求發(fā)送:主機(jī)將最前顧客號碼發(fā)送到該機(jī)，并置發(fā)送標(biāo)志F=1，②請求接收:當(dāng)呼叫器重呼或暫停時，向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時，主機(jī)接收該從機(jī)數(shù)據(jù)，接收完成后，立即將查詢該從機(jī)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到該從機(jī)，并置F=1。如從機(jī)不應(yīng)答，表示該機(jī)無請求服務(wù)或沒有該設(shè)備，則清F=0。主機(jī)通信完后將顯示更新的數(shù)據(jù)于LCD屏上(等待人數(shù))，然后根據(jù)發(fā)送標(biāo)志決定是否將數(shù)據(jù)送到該從機(jī)對應(yīng)的窗口顯示屏(地址=N+1)、主顯示屏(地址=OOH)及播放語音。然后地址+2并判斷是否查詢所有機(jī)，開始新的查詢。開始初始化從機(jī)地址=02H與從機(jī)N通訊發(fā)送/接收無數(shù)據(jù)交換置F=0發(fā)送置F=1接收轉(zhuǎn)發(fā)置F=1顯示子程序F=1發(fā)該數(shù)據(jù)到從機(jī)N+1發(fā)該數(shù)據(jù)到從機(jī)00H放音子程序結(jié)束Y從機(jī)地址=02H=80H從機(jī)地址+2NY發(fā)送接收N 主程序流程圖具體實(shí)現(xiàn)的代碼如下：include void main(){ int nlis=0。 nlis=listen(nstart,60)。 //從地址0X02開始，共偵聽60臺從機(jī) switch(nlis) { case 0: //無數(shù)據(jù) nf=0。 break。 case 1: //發(fā)送 send(): //發(fā)送 nf=1。 break。 case 2: //接收 get()。//接收 resend()。//接收 break。 } showresult()。 //顯示子程序 nstart=(nstart+2)/0X80。 //地址+2，但要防止溢出 if(nf==1) { senddata(nstart)。 發(fā)送數(shù)據(jù)到從機(jī)N+1playsound()。 //播放聲音 } if(exit()) break。 //如果管理員要求退出程序，則退出 } 顯示子程序液晶顯示器SMS0401的程序由長沙太陽人有限公司隨帶產(chǎn)品提供，只需用戶根據(jù)需要填寫用戶程序。在程序設(shè)計(jì)過程中在主程序中根據(jù)需要顯示二進(jìn)制數(shù)字查表得到相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字的顯示代碼，然后把相應(yīng)的顯示代碼送顯示器緩沖區(qū)，最后調(diào)用顯示程序顯示數(shù)據(jù)。在程序設(shè)計(jì)中顯示器緩沖區(qū)被定義在從單片機(jī)片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器空間的60H一62H單元。 打印子程序打印機(jī)采用中斷工作方式，當(dāng)“取號”鍵按下時，進(jìn)入打印中斷子程序。在打印機(jī)的打印控制程序中，數(shù)據(jù)的打印順序是按照從k到下、從左到右的順序打印字符、數(shù)據(jù)。在主程序中主要是給需要調(diào)用的子程序的緩沖