【正文】 ............................................................................................................ 42 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................................... 44 致謝 ............................................................................................................................................................................... 45 附錄 1............................................................................................................................................................................ 46 附錄 2............................................................................................................................................................................ 51 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于 51 單片機(jī)的排隊(duì)機(jī)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，業(yè)務(wù)數(shù)量也迅速增多擴(kuò)展，以營業(yè)大廳為代表的窗口行業(yè)，大量客戶的擁擠排隊(duì)已成為了這些網(wǎng)點(diǎn)改善服務(wù)品質(zhì)、提升自身形象的障礙， 避免一些不必要的麻煩和沖突 。 日常研究調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn) ， 沒有任何組 織管理的 排隊(duì)是 最能影響客戶心情的因素 。但排隊(duì)又是不可避免的，如果讓等待的時(shí)間變?yōu)橐欢坞y得的休閑時(shí)間，則可在一定程度上有效地降低客戶的焦慮情緒。而后論述了基于 51 單片機(jī)的排隊(duì)機(jī)叫號(hào)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理，并針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)作出了現(xiàn)實(shí)可行的方案，并完成了實(shí)際模型的制作。 more than 20 minutes then begins to annoy。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 pleted 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。 越來越多的企業(yè)將營業(yè)廳的 服 務(wù) 態(tài)度和服務(wù) 質(zhì) 量當(dāng)作一個(gè) 企 業(yè) 的 整體的形象，并且這一做法也深受消費(fèi)者的喜愛和認(rèn)可 ，而 營業(yè) 廳的服務(wù)窗口正是作為 企 業(yè) 形象的主要表現(xiàn)形式之一 。 長(zhǎng)時(shí)間以來 ，人 們 在 醫(yī) 院、 銀 行、 移動(dòng) 、 國企 、 個(gè)企 等 服務(wù)窗口 擁擠 、 混亂 地排 隊(duì) 等待 ，有 時(shí) 需要等候好幾個(gè) 小 時(shí) ， 這 似乎已經(jīng)成為很常見 的 事情 ，極大地影 響 了 消費(fèi)者的心情 。 設(shè)計(jì) 智能輕松 的 排隊(duì) 服 務(wù) 系 統(tǒng) ，解 決 因排 隊(duì) 引起的種種 問題 ， 顯得尤為重要，因此本文針對(duì)以上問題設(shè)計(jì)了一套基于 51 單片機(jī)的排隊(duì)機(jī)叫號(hào)系統(tǒng) 。 本文基于 51 單 片機(jī)的排 隊(duì) 叫 號(hào) 系 統(tǒng) ，由取號(hào)機(jī)、客戶服務(wù)窗口、大廳顯示叫號(hào) 和主機(jī) 部分 組 成，有 LCD 大屏幕 ，可以 顯 示 客戶被呼叫的 信息， 讓 客 戶 知道什么時(shí)候被叫到去辦理業(yè)務(wù) ， 另外還有語音提示客戶，簡(jiǎn)單方便的實(shí)現(xiàn)了排隊(duì)機(jī)叫號(hào)系統(tǒng) 。 取號(hào) 取票過程是指客戶進(jìn)入營業(yè)廳之后，從取號(hào)機(jī)上獲取自己相應(yīng)的排隊(duì)小票的過程。 在此期間取票機(jī)會(huì)通過 NRF24L01 無線通信的方式將客戶剛剛打印的小票信息發(fā)送到主機(jī)，主機(jī)收到數(shù)據(jù)后并作出應(yīng)答，此時(shí)取票機(jī)準(zhǔn)備下一次的取號(hào)。 客戶拿到的小票上面顯示當(dāng)前日期、時(shí)間、排隊(duì)號(hào)碼、以及前面有多少人在排對(duì)等信息。為了更加人性化的服務(wù)于客戶，企業(yè)可以在等候區(qū)設(shè)置座椅，提供報(bào)紙、書刊，放置公司的相關(guān)業(yè)務(wù)介紹，增加客戶等候時(shí)的趣味性的同時(shí)，還可以讓客戶更加的了解本公司的業(yè)務(wù)類型，可謂一舉兩得。 叫號(hào)有兩種變現(xiàn)形式，一種通過語音呼叫客戶到相應(yīng)的窗口進(jìn)行服務(wù)；另一種方式是通過大廳的 LCD 顯示屏顯示 “請(qǐng) xxx 號(hào)到 xx 窗口”，與此同時(shí)窗口也會(huì)顯示相應(yīng)客戶“ xxx”號(hào)碼，客戶可以直觀的找到自己相應(yīng)的辦理窗口。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 排隊(duì)機(jī)叫號(hào)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 取號(hào)機(jī)硬件電路設(shè)計(jì) 取號(hào)機(jī)硬件電路包括打印機(jī)、 LCD 液晶、無線通信、按鍵、 MCU 五部分組成。 MCU 電路設(shè)計(jì) 取號(hào)機(jī)部分采用宏晶公司出款的 STC12C5410AD 1T 單片機(jī)作為主控芯片，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，兼容傳統(tǒng)的 8051 數(shù)據(jù)指令代碼，但提高了810 倍的速度。程序存儲(chǔ)空間 10K，片上集成 512字節(jié) RAM。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 圖 212 STC12C5410AD 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 STC12C5410AD 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 EEPROM。 本設(shè)計(jì)中用 EEPROM 來存儲(chǔ)一些在應(yīng)用過程中需要修改且掉電不丟失的參數(shù)數(shù)據(jù)，在程序中可以對(duì) EEPROM 進(jìn)行字節(jié)的讀寫操作。 針式微型打印機(jī)是 市面上通用 的微型打印機(jī)， 我國 很早 之前 就 已經(jīng) 有用 EPSON 打印頭 研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品 。 最進(jìn)幾年經(jīng)濟(jì)快速 的發(fā)展， 也很大的提高了微型打 印機(jī)的性能 ， 并且越來越專業(yè)化，現(xiàn)在的很多工業(yè)等儀表均采用微型打印機(jī)。微型打印機(jī)的使用，使人們可以很方便的保存要使用的數(shù)據(jù)，而不易于丟失。擁有很好的前景。 終端分配如圖 214 所示： 圖 214 M150II打印機(jī)終端分配 M150II 打印機(jī)一行可打印 96 個(gè)點(diǎn)，若英文字符采用 5 乘 7 點(diǎn)陣的話，則一行可打印 16 個(gè)字符，打印速度為 1 行 /秒，它采用 45MM 寬的普通打印紙打印，日常維護(hù)和更換較方便。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理如圖 215 所示： 圖 215 打印機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 LCD 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 為了更加人性化的設(shè)計(jì)取號(hào)機(jī)， 本設(shè)計(jì)中此部分加入了 LCD12864 液晶顯示，主要用于顯示客戶小票上的信息和一下必要的設(shè)置菜單。本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成由營業(yè)員操作，通過按鍵可以來選擇呼叫下一位客戶或者重復(fù)呼叫當(dāng)前的客戶?？蛻袈牭秸Z音呼叫或者大屏幕上顯示的號(hào)碼之后就會(huì)前來辦理業(yè)務(wù)。 叫號(hào)輸入裝置電路的設(shè)計(jì) 按鍵輸入裝置電路為兩個(gè)按鍵，一個(gè)負(fù)責(zé)呼叫下一位客戶，一個(gè)負(fù)責(zé)重復(fù)呼叫，身份的簡(jiǎn)單可靠。具體的關(guān)于 MCU 單片機(jī)的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考 章節(jié)的內(nèi)容，此處不作詳細(xì)介紹，電路原理圖如下圖 222 所示： 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 222 窗口叫號(hào)系統(tǒng) MCU電路 窗口 LED 顯示屏電路 市面上已有 的相關(guān)的產(chǎn)品的顯示屏多采用 3 英寸點(diǎn)陣顯示屏或 3 英寸數(shù)碼管顯示屏，各有利弊，點(diǎn)陣式顯示屏可以顯示漢字、字幕、數(shù)字，比較隨意靈活，但是亮度不是很高，對(duì)于亮度要求很高的場(chǎng)合不太適合；數(shù)碼管顯示屏，只能顯示數(shù)字或字幕，不能顯示漢字，但是數(shù)碼管亮度高，顏色飽滿紅潤，看上去比較舒服。 本設(shè)計(jì)中采用了數(shù)碼管顯示屏，應(yīng)為其電路簡(jiǎn)單，易于操控，更加的節(jié)約成本。采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示客戶的號(hào)碼。對(duì)于位選 直接用單片機(jī)的 IO 來驅(qū)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定顯示的目的下，幾乎用了最簡(jiǎn)單的方法來驅(qū)動(dòng)電路。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 223 數(shù)碼管基本參數(shù) 圖 224 窗口 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 主控電路硬件電路設(shè)計(jì) 主控 MCU 在整個(gè)的系統(tǒng)中充當(dāng)著最重要的角色，他在整個(gè)系統(tǒng)中起到了系統(tǒng)宏觀調(diào)節(jié)的作用，首先主控電路要通過曲線通信接收來自取號(hào)機(jī)的數(shù)據(jù)，將客戶的取號(hào)存入系統(tǒng)之中，同時(shí)主控電路還要實(shí)時(shí)接收來自服務(wù)窗口的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)中設(shè)有 3 個(gè)服務(wù)窗口，分別對(duì)應(yīng) 3 種不同的業(yè)務(wù)。 強(qiáng)大的通信及數(shù)據(jù)處理就要求主控 MCU 要有強(qiáng)大的處理能力，才能時(shí)刻保持整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行暢通，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生錯(cuò)誤等現(xiàn)象。 STC12C5A60S2 1T 單片機(jī)，是 STC 出款的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期（ 1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗 /高抗干擾的新型 8051單片機(jī)，兼容傳統(tǒng)全部的 8051的指令代碼，但提高了 810倍的速度。程序存儲(chǔ)空間 60K；片上集成1280 字節(jié) RAM；且具有雙串口可同時(shí)通信。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 231 所示。是系統(tǒng)變得更加敏捷迅速。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 231 STC12C5A60S2 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 STC12C5A60S2 外圍電路如圖 232 所示： 圖 232 STC12C5A60S2 外圍電路 語音及大廳顯示硬件電路設(shè)計(jì) 語音模塊采用的是 ISD 公司的 ISD4004 芯片。通信方式采用 SPI 串行接口輸入。芯片存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)更是可以保存 100 年在短點(diǎn)的情況下，而且可以錄制 10 次左右而不損壞。 顯示部分采用的是 LCD 12864 液晶顯示，因?yàn)榫嚯x客戶距離很進(jìn)，這樣可以更加直觀形象的將信息傳遞給每一個(gè)客戶。 語音部分電路設(shè)計(jì) 語音電路部分包括話筒輸入部分、放音部分，還有語音芯片。驅(qū)動(dòng)電路見下圖 244 所示電路： 圖 244 ISD4004 驅(qū)動(dòng)電路 電路中對(duì)于 ISD4004 語音輸入的 MIC 接口電路做了去耦濾波的處理，使得輸入的聲音信號(hào)更加清新平穩(wěn)，盡量減噪音的影響。 LCD 顯示部分電路設(shè)計(jì) 此部分的電路設(shè)計(jì)與取號(hào)機(jī)部分的顯示電路相同，具體電路及內(nèi)容請(qǐng)參考 章節(jié)的內(nèi)容。 MCU 電路設(shè)計(jì) 此部分的 MCU 為主控電路的 MCU 所控制，詳情見主控電路 MCU 的具體參數(shù)說明及其青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 電路。 本文設(shè)計(jì)的無線通信系統(tǒng)采用的是 NRF24L01 無線通信模塊。工作在掉電模式與待機(jī)模式的時(shí)候會(huì)更低。只有通道 0 擁有可以設(shè)置為 40 位自身地址通道。 NRF24L01 在收到某個(gè)通道的數(shù)據(jù)后會(huì)記錄地址，緊接著會(huì)以此地址為應(yīng)答地址發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 246 NRF24L01接收發(fā)送對(duì)應(yīng)關(guān)系 NRF24L01 的外圍驅(qū)動(dòng)電路如下圖 247 所示： 圖 247 NRF24L01電路 NRF24L01 芯片的工作電壓為 ， IO 可以直接輸入 5V 電壓，所以 IO 口可以直接與單片機(jī)的 IO 口相連，對(duì)于工作電壓，本 文設(shè)計(jì)中使用的是通用的 工作電壓，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 工程系 電氣本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 采用的是 穩(wěn)壓芯片，具體的穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換電路如下圖 248 所示： 圖 248 AMS1117穩(wěn)壓電路 最后整個(gè)系統(tǒng)的 5V 電源均由 5V 開關(guān)電源提供，電流為 2A，方便使用和移動(dòng)。 取號(hào)機(jī)軟件設(shè)計(jì) 取號(hào)機(jī)代碼的編寫可以分為三個(gè)部分：打印機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、液晶顯示驅(qū)動(dòng)部分、無線通信部分，無線通信部分詳情見附錄 1。按照這樣的規(guī)律，打印針 A、 B、 C、 D 依次被連續(xù)的打印脈沖所激勵(lì)，直到完成打印任務(wù)。 uchar LetB