【文章內(nèi)容簡介】 ，同時起到穩(wěn)定頻率的作用，一般選用 20 至 30pF的瓷片電容。 外部時鐘方式則是在單片機 XTAL1 引腳上外接一個穩(wěn)定的時鐘信號源，它一般適用于多片單片機同時工作的情況，使用同一時鐘信號可以保證單片機的工作同步。 復(fù)位電路 單片機復(fù)位是使 CPU 和其他部件都恢復(fù)到原始的狀態(tài)，只有通過復(fù)位后開始初始工作才可有序的執(zhí)行程序而不出錯。它是使單片機系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的主要內(nèi)部因素之一，所以對于單片機系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計是非常必要的。復(fù)位 電路分為按鍵手動復(fù)位和上電自動復(fù)位，本課題使用的是前者。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。對復(fù)位電路的基本要求是：上電時使單片機可靠復(fù)位，在斷電時能防止程序亂飛導(dǎo)致數(shù)據(jù)被修改。另外，由于各種因素的干擾影響，單片機系統(tǒng)在工作時，一般會出現(xiàn)死機現(xiàn)象導(dǎo)致單片機系統(tǒng)不能夠正常運行，這需要充分利用單片機本身的看門狗定時器，能夠較好的解決這一現(xiàn)象 [11]。 按鍵復(fù)位電路中，當(dāng)按鍵沒有按下時，電路同上電復(fù)位電路。如在單片機運行過程中，按下 復(fù)位 鍵，已經(jīng)充好電的電容會快速通過 200Ω 電阻的回路放電，從而使得 RST 引腳上基于單片機的智能排隊提示系統(tǒng) 11 的電位快速變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖綍S持到按鍵釋放，從而滿足單片機復(fù)位的條件實現(xiàn)按鍵復(fù)位。 本設(shè)計采用的是手動的按鍵復(fù)位。其電路圖如下： 圖 34 按鍵復(fù)位電路 總的單片機最小系統(tǒng)圖如下： 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1P89C52X2BN1KR11KR21KR31KR41KR51KR61KR71KR81KR91KR10+5S1SWDPST+512P1Header 210uFC1104C2+530pFC930pFC1012Y1DS1+510uFC3S2SWPB+5 +5C1+1VS+2C13C2+4C25VS6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U2MAX232N1uFC61uFC4+51uFC51uFC71uFC812345 67891110J1D Connector 912345678P2Header 812345678P3Header 812345678P4Header 8RST12345678P5Header 8+51 2P7Header 21 2P8Header 21 2P9Header 21 2P10Header 21 2P11Header 2+5RlinT1outT1outRlin+51234P6Header 4i Net ClassWidth Constraint [Pref Width = 38mil Min Width = 35mil Max Width = 40mil]i Net ClassWidth Constraint [Pref Width = 38mil Min Width = 35mil Max Width = 40mil]福州大學(xué)陽光學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計（論文） 12 圖 35 單片機最小系統(tǒng) LCD1602 顯示電路 點陣字符型液晶顯示器是用來顯示字母、文字、數(shù)字、特殊符號等的顯示器，因其具有重量輕、小體積、低功耗的特點，所以得到廣泛的應(yīng)用。液晶顯示器 LCD1602 能夠顯示16*02 即 32 個字符，具有 的特性有：接 +5V 電壓，對比度可調(diào)；內(nèi)含有復(fù)位電路；具有清屏、字符閃爍、光標(biāo)移位等多種功能；具有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)儲存器；有 160 個 5 乘 7 的點陣的字型和字符發(fā)生器，另外 8 個可由用戶自定義。 主要的技術(shù)參數(shù)如下 : 表 31 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)表 名稱 說明 顯示字符數(shù) 32個字符 工作的電壓范圍 5V左右 工作的電流范圍 字符大小 12345678ABCD87654321D C B AD7D0 D1 D2 D3 D4 D5 D61 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16U1 LCD1602R9 1KR10220A KRS RW EN+5VVO 圖 36 LCD1602液晶顯示電路圖 基于單片機的智能排隊提示系統(tǒng) 13 表 32 LCD1602引腳功能表 引腳號 符號 狀態(tài) 功能 引腳號 符號 狀態(tài) 功能 1 Vss 電源地 9 DB2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 2 Vdd 5v邏輯電源 10 DB3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 3 Vo 液晶驅(qū)動電源 11 DB4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 4 RS 輸入 寄存器選擇 12 DB5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 5 RW 輸入 讀寫操作選擇 13 DB6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 6 E 輸入 使能信號 14 DB7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 7 DB0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 15 E1 背光電源線 8 DB1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 16 E2 背光電源線 125Khz射頻 IC 卡通用讀卡 模塊 [12] 近年來隨著射頻 IC 卡技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟和廣泛，采用射頻卡為密碼載體的射頻卡讀卡模塊，因獨具操作方便、安全性能高、使用人員無須了解復(fù)雜的射頻技術(shù)、通過標(biāo)準(zhǔn)輸出接口就可以將讀卡模塊嵌入到其應(yīng)用系統(tǒng)中、從而輕松實現(xiàn)各種應(yīng)用開發(fā)。 KD01R 模塊屬于通用型射頻讀卡傳感器，它還可以叫讀卡器模塊，讀卡頭，讀卡譯碼模塊，讀卡感應(yīng)器，讀卡機模塊等等。其主要功能是：讀卡，并將卡號輸出給其它控制設(shè)備 其性能特點為可讀取 EM 只讀感應(yīng)體（幣型、鑰匙型、卡片型）、干擾體存在的條件下讀卡距離 60～ 90mm，讀卡 速度≤ 秒、仿 DIP40 IC 引腳，特別方便嵌入到目標(biāo)線路板中等。 表 33 射頻模塊引腳說明表 腳號 名 稱 說 明 腳號 名 稱 說 明 1 GND 電源地 40 ANT1 天線輸入 2 VCC +5V電源 30 ANT2 天線輸入 17 INT 有卡中斷 22 TXD 串口輸出 18 不用 21 RXD 串口輸入（不用） 福州大學(xué)陽光學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計（論文） 14 表 34 125K射頻卡讀卡模塊技術(shù)參數(shù)表 名稱 說明 工作頻率 125 Khz 卡片類型 EM 只讀卡 讀卡距離 = 50mm(鑰匙 ) ,=90mm（卡片） 供電電源 DC ～ 6V/250mA 工作電流 讀卡瞬時 160mA左右 靜態(tài) 70mA左右 通信接口 TTL電平 232 通信波特率 9600（ RS232C） 串口初始化 9600， N， 8， 1 感應(yīng)體形式 鑰匙、厚卡、薄卡、塑棒 天線尺寸 60 x60 mm 工作溫度 10℃ +60℃ 濕度 98%相對濕度，不結(jié)霜 工作方式 : 卡片在感應(yīng)區(qū)時，每 秒向串口送一次卡號。 TTL232 數(shù)據(jù)傳送格式 如下： 表 35 傳送卡號的數(shù)據(jù)格式表 AAH FFH D0 D1 D2 D3 D4 校驗和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（共 8 字節(jié)）的說明 表如下 ： 表 36 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明表 地 址 定 義 01 命令碼（ AA FF） 26 40 位卡號（ 低地址高字節(jié) Motorola 結(jié)構(gòu)） 7 校驗和（地址 06位共 7字節(jié) “XOR” 異或值 ） 基于單片機的智能排隊提示系統(tǒng) 15 聲音提示電路 蜂鳴器可分為電磁式和壓電式，我采用的是壓電式的蜂鳴器。主要由多諧振蕩器，壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及蜂鳴箱外殼等組成。阻抗匹配推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。使用最簡單的蜂鳴器來當(dāng)做語音提示電路，可以通過改變高低電平來發(fā)聲?？梢匝?時來設(shè)置發(fā)聲的時間。電路圖如下： 圖 310 蜂鳴器連接圖 本章小結(jié) 本章總的介紹了基于單片機智能排隊提示系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)，并對其中的單片機最小系統(tǒng)、 lcd1602 液晶顯示模塊、 id 讀卡模塊進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。 福州大學(xué)陽光學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計（論文） 16 第四章 軟件設(shè)計與仿真 一個系統(tǒng)要完整的實現(xiàn)其功能，不但需要硬件的模塊準(zhǔn)確結(jié)合，更必須有功能強、速度快、效率高的系統(tǒng)軟件做支持。 本課題對軟件的設(shè)計總分總的方法，先對要實現(xiàn)的功能的所需的軟件進(jìn)行總體的把握，擬出總體設(shè)計方案。再將總的軟件劃分為多個功能模塊， 分配各部分的具體任務(wù)，然后對各功能模塊進(jìn)行詳細(xì)、正確的設(shè)計，各功能模塊寫成后進(jìn)行調(diào)試并通過后，將它們根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計總的要求將的各模塊的函數(shù)程序組合起來最終完成軟件設(shè)計。這樣主程序通過調(diào)用子程序，各部分模塊分工使總的功能實現(xiàn)，具有可讀性好，便于編制和擴充的優(yōu)點。 主控制器的軟件設(shè)計采用 STC89C52 單片機的匯編語言編寫 。 該系統(tǒng)軟件設(shè)計包括數(shù)據(jù)存儲 、 顯示控制 、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K 。 各個模塊之間需要協(xié)調(diào)配合工作，主要要寫 LED 燈驅(qū)動、按鍵驅(qū)動、液晶顯示驅(qū)動、蜂鳴器驅(qū)動等，程序主要包括主控程序、用戶排隊處理程序、業(yè)務(wù) 員操作控制程序等，整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理由。 軟件的開發(fā)環(huán)境 系統(tǒng)軟件 和 應(yīng)用軟件 是單片機系統(tǒng)不可缺少的兩部分， 軟件 開發(fā)環(huán)境 指的是 為支持 這兩者 維護(hù)和工程化開發(fā)而使用的一組軟件， 當(dāng)然這必須要在 宿主軟件和基本硬件的基礎(chǔ)上 。 它由軟件工具 （ 用以支持軟件開發(fā)的相關(guān)過程、活動和任務(wù) ） 和環(huán)境集成機制構(gòu)成 （ 為工具集成和軟件的開發(fā)、維護(hù)及管理提供統(tǒng)一的支持 ） 。 傳統(tǒng)軟件工程采用的是從時間角度對軟件開發(fā)和維護(hù)的復(fù)雜問題進(jìn)分解，把軟件生命分成幾個階段，每個階段的開始和結(jié)束都有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，并且獨立完成任務(wù)。兩個相鄰的階段，前一階段的結(jié)束就意味著后階段的開始，我們稱之為“瀑布模型”。在這種模型中，靈活性比較差，復(fù)用性低。 [16][17]隨著計算機技術(shù)和軟 件技術(shù)的發(fā)展，軟件的規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜，強調(diào)對系統(tǒng)中出現(xiàn)的對象進(jìn)行分類，建立類之間的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，如繼承、關(guān)聯(lián)、組合等，能支持軟件組件的復(fù)用性，并采用信息封裝的方式對類的數(shù)據(jù)加以隱藏，通過接口和消息傳遞的方式實現(xiàn)類之間的通信，從而得到高內(nèi)聚、低禍合的軟件系統(tǒng)。 開發(fā)環(huán)境 keilC51 介紹 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)， Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點 ，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼 ,效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)基于單片機的智能排隊提示系統(tǒng) 17 高級語言的優(yōu)勢。 使用 Keil 的開發(fā)工具其項目開發(fā)周期和任何軟件開發(fā)項目都大致一樣： 1. 創(chuàng)建 C 語言或匯編語言的源程序 2. 編譯或匯編源文件 3. 糾正源文件中出現(xiàn)的的錯誤 4. 從匯編器和編譯器中連接目標(biāo)文件 5. 測試連接的應(yīng)用程序 下面是 Keil C 語言的編譯器及編譯過程： 圖 41 Keil C語言的編譯器及編譯過程圖 protues 仿真環(huán)境 Proteus軟件 是英國 Labcenter electronics公司出版的 EDA工具軟件 。它不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路的設(shè)計和仿真平臺，更是目前世界上最先進(jìn)。最完整的多種型號為控制器電路系統(tǒng)的設(shè)計和仿真的平 臺。它真正實現(xiàn)了再計算機上完成從原理圖