单片机课程设计 排队叫号机(1)

《单片机原理及应用》课程设计报告书

课题名称排队叫号机

姓名

学号

专业

指导教师

机电与控制工程学院

年月日

任务书

设计要求

利用单片机的串行通信方式，完成一个科学管理各种复杂排队情况的排队叫号系统。具体要求如下：

(1) 主机：通过按键来完成报号，由数码管显示叫到的号码，并发出蜂鸣声。

(2) 客户端：通过按键完成取号，由数码管显示号码和当前需要等待的人数。

(3) 主机和客户端用串口通信，在20人等待的队列中进行测试。

目录

设计要求 (1)

1 方案论证与对比 (1)

1.1 方案一 (1)

1.2 方案二 (1)

1.3 系统方案对比论证 (2)

2 硬件电路设计与分析 (2)

2.1 排队取号机主电路设计 (2)

2.2 排队取号机通信电路设计 (3)

2.3 动态显示电路 (3)

2.4 叫号电路 (3)

3 系统软件设计与分析 (4)

3.1 软件流程图 (4)

3.2 动态显示模块 (4)

3.3 叫号模块 (6)

3.4 串行通信模块 (6)

4 系统仿真及调试 (6)

4.1 软件调试 (6)

4.2 硬件调试 (6)

4.2.1 动态显示模块 (6)

4.2.2 叫号模块 (7)

4.2.3 串行通信模块 (7)

5 设计总结 (7)

6 致谢 (8)

7 详细仪器清单 (9)

参考文献 (10)

附录一：整体电路图 (11)

附录二：程序清单 (12)

摘要

排队叫号管理系统(排队机、叫号机)是针对银行、工商、税务、通讯、政府机构等部门的大厅工作流程设计的，是利用电脑的科学管理客户排队的系统，很好地解决了客户在服务机构办理业务时所遇到的各种排队、拥挤和混乱现象，为客户办理业务带来莫大的方便和愉悦。本课题研究的目的是研制一款无人排队的排队叫号机，它主要由主控制器、键盘、数码管显示电路、蜂鸣器电路等部分构成。系统利用单片机进行控制，通过串行通信方式传输处理数据；通过按键取号，在数码管上显示排队的号码以及当前正在等待的人数；通过按键叫号，在数码管上显示叫到的号码，由扬声器发出声音提示客户。同时免除了令客户不舒服的站立式排队，这种现代化的高科技产品彻底解决了银行、医院等服务性企业普遍存在的站立等候，服务无序的问题，深化并完善了服务的质量。本系统采用单片机进行控制，利用数码管显示，蜂鸣器鸣叫提示的人机交互界面，模拟排队管理系统，科学地处理各种排队情况。操作简便，控制灵活，显示清晰，制作成本低，性价比较高。

排队叫号机

设计要求

利用单片机的串行通信方式，完成一个科学管理各种复杂排队情况的排队叫号系统。具体要求如下：

(1) 主机：通过按键来完成报号，由数码管显示叫到的号码，并发出蜂鸣声。

(2) 客户端：通过按键完成取号，由数码管显示号码和当前需要等待的人数。

(3) 主机和客户端用串口通信，在20人等待的队列中进行测试。

1方案论证与对比

1.1方案一

系统采用如图1所示的电路，通过STC89C52的I/O口的扩展一块NEC

D8255AC-2构成的矩阵键盘，完成排队取号的流程，单片机控制数码管显示排队等待情况，控制蜂鸣器发声完成叫号功能。

图 1 采用矩阵键盘实现功能

1.2方案二

系统采用如图2所示的电路，通过STC89C52单片机直接扩展的独立键盘，完成排队取号流程（本系统直接利用系统的中断0按键控制），单片机控制数码管显示排队等待情况，控制蜂鸣器发声完成叫号功能。

1.3系统方案对比论证

因为采用矩阵键盘完成排队取号流程，但客户较多的时候要实现排队取号的功能，就要占去过多的I/O 端口，操作起来也比较复杂，而方案二的独立键盘操作控制简单，占用主机资源少，所以选择方案二，采用独立键盘控制排队取号，通过串行通信的方式，模拟排队取号管理系统的流程显得更加方便、科学。

图 2 采用独立键盘实现功能

2硬件电路设计与分析

2.1

排队取号机主电路设计

主电路原理图见附录一。

系统采用STC89C52单片机完成整个系统的控制流程。从机通过单片机的中断0按键，当系统检测到按下时完成取号功能。主机同样通过单片机的中断0按键，当系统检测到按下时完成叫号功能。

图 3 串行通信电路

2.2排队取号机通信电路设计

通信电路采用如图3所示的串行通信电路，通过单片机的串行通信端口进行数据传递。

2.3动态显示电路

由于需要动态显示排队等待情况，需要使用到LED动态显示功能，考虑到合理利用STC89C52单片机的I/O口资源，本系统通过一块NEC D8255AC-2外扩LED电路进行动态显示。由8255芯片的PA、PB口联合控制数码管显示排队等待情况。采用如图4、图6所示电路实现LED动态显示功能。

图 4 8255芯片引脚图

2.4叫号电路

此电路采用如图5所示的电路，通过单片机的P33端口输出一定频率的方波，使蜂鸣器发声，完成叫号，提醒客户。

3系统软件设计与分析

3.1软件流程图

本程序可以实现课程设计的基本要求。客户端通过按键完成取号，数码管显示排队、等待人数情况；主机通过按键完成叫号，数码管显示叫到的号码，并通过蜂鸣器发声提示；客户端和主机通过串行通信方式完成排队取号功能。程序流程如图7所示：

图5叫号电路

图 6 数码管显示电路