单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：排队叫号系统设计学院名称：电气工程学院专业班级：自动F1207 学生：康学号： 2指导教师：周刚设计地点： 31-517设计时间：2014-12-29～2015-01-09单片机系统课程设计课程设计名称：排队叫号系统设计专业班级：自动F1207学生姓名：康学号： 2指导教师：周刚课程设计地点：31-517课程设计时间：2014-12-29～2015-01-09 单片机系统课程设计任务书1、该系统是一款自动的排队叫号系统，以排队抽号顺序为核心，排队者利用客户端抽号，工作人员利用叫号端叫号；2、通过显示器及时显示当前所叫号数，语音提示，提醒排队者接受服务；3、客户及时了解排队信息，可以通过显示器显示队列中排在其前面的顾客数，通过合理的程序结构来执行排队抽号；排队叫号系统主要由系统主从机、键盘电路、显示电路、语音电路等部分构成。
目录1绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2课题研究的目的和意义 (6)1.3课题研究现状 (7)1.4设计目的及功能 (7)2系统需求分析与整体设计 (7)2.1确定的方案 (7)2.2系统原理图 (8)2.3整体设计方案 (8)3系统硬件设计 (10)3.1主电路硬件设计 (11)3.2时钟电路 (12)3.3键盘电路 (13)3.4LED显示电路 (14)3.5LCD显示电路 (15)3.6语音提示电路 (17)4系统软件设计 (20)4.1主控软件设计 (20)4.2LED显示程序设计 (21)4.3LCD显示程序设计 (22)4.4声音系统程序设计 (23)5系统仿真实验 (23)6总结 (25)7参考文献 (26)附录1实物图 (26)附录2系统原理图 (27)附录3C51源程序 (28)1 绪论1.1课题背景近年来，随着我国社会经济的持续快速发展，资金流动加快，服务行业的不断增加，加上我国政府正在努力构建和谐社会、服务性政府，大量的用户越来越频繁的光顾经融系统、电信、医疗、政府办事部门，时代的发展给这些服务型机构提出了新的服务理念，也给这些行业和部门带来了巨大压力。
如何解决长久以来枯燥无序的排队问题，如何加强窗口单位的服务质量，如何加强对客户及工作人员的管理，如何克服诸如顾客挑选自己熟悉的工作人员而引起的各种弊端，创造一个轻松而个性化的窗口环境，已成为公共服务部门急需解决的问题，它直接影响着企业公共形象及业务量，涉及企业根本利益。
另外，传统柜台服务存在不安全隐患，偷盗密码已经不再是个别案例，多窗口的服务往往让人无所适从，客户盼望只排一个队，只接受“一对一”的个性化服务已成趋势。
因此排队叫号系统应运而生，排队叫号系统是针对银行、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。
该系统基于51单片机的排队叫号系统，由取号机、客户服务窗口、大厅显示叫号和主机部分组成，有LCD大屏幕，可以显示客户被呼叫的信息，让客户知道什么时候被叫到去办理业务，另外还有语音提示客户，简单方便的实现了排队机叫号系统。
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，由扬声器发出声音提示客户。
1.2课题研究的目的和意义由于当今各行各业的信息化、智能化建设越来越健全，整个社会对各个行业的办事效率的要求越来越高。
现在人们不仅仅要求福区机构满足业务上的需要，还要求尽量减少人们的等待时间，而服务机构本身有由于竞争的需要也要求提高办事效率。
而这些窗口的排队现象在所难免，为了减少办事人的时间，为人们创造一个良好的环境，排队系统应运而生。
1.3课题研究现状在我国，排队产品概念的引进时间也不长，特别是加入WTO之后，大批国人走出国门，将很多优秀的服务方法、理念带回国。
派对技术也随之被引进国，兵在我们得到普及和应用。
随着计算机技术与通信技术、电子技术等的飞速发展，只能排队系统的功能仍和结构也日益完善和丰富。
目前，市场上的只能排队系统除了已实现的最基本的功能，如自动根据客户选择的服务类型打印票号、通过计算机自动分流排队、呼叫和保留。
1.4设置目的及功能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。
排队叫号系统具有以下几个基本功能：（1）取号控制：该功能是在客户进入营业厅之后，通过按键从取号机上获取自己相应的排队小票；（2）叫号控制：系统可以根据服务人员按下相应的按键，通过语音呼叫提示客户到相应的窗口进行服务；（3）显示控制：该功能是通过大厅的LCD显示屏显示，客户可以直观的找到自己相应的办理窗口。
2系统需求分析与整体设计2.1确定的方案排队技术在国外都已经达到相当智能的水平。
单片机在此类电子产品中得到了广泛的应用。
为完成一个取号、叫号、显示分别管理排队和叫号的系统，排队叫号系统有我了解的以下两种方案：方案一系统的窗口显示结构使用数码管，客户可以通过数码管显示数字和语音提示，找到相应的办理窗口。
方案二系统有窗口数码管显示和大厅液晶LCD12864显示，客户通过两种显示方式和语音提示，找到相应的办理窗口。
方案一的排队叫号系统通过按键给计数器脉冲，并通过译码器驱动数码管显示，完成取号、叫号功能，同时叫号按键外接有源蜂鸣器实现提示客户的作用。
总体电路比较简单，采用普通的数码管显示即可。
方案二的排队叫号系统以 STC89C51单片机为核心，利用取号机输入排队相应信息，经单片机处理后，将信息分别输出到总屏幕LCD12864上和窗口屏幕显示，同时进行语音提示，完成排队取号流程方案一是由译码器、数码管为一体的数码显示管。
电路相对简单，可以较好的实现排队叫号的基本功能，但是显示容较少。
方案二通过综合使用数码管和总屏幕LCD12864显示，可以更好的实现排队叫号的基本功能，而且在客户端和服务机构两方面都能很方便的使用和控制，利用串行通信原理，由简单的51单片机芯片实现，达到复杂问题简单化的目的，是设计理论的趋势；综合各条件从简单实现考虑，我选择方案二。
2.2系统原理图方案（二）的系统框图如图2.1图2.1系统框图2.3整体设计方案该系统基于51单片机的排队叫号系统，由取号机、客户服务窗口、大厅显示叫号和主机部分组成，有LCD大屏幕，可以显示客户被呼叫的信息，让客户知道什么时候被叫到去办理业务，另外还有语音提示客户，简单方便的实现了排队机叫号系统。
由于当今经济快速的发展，加之各行各业的信息化、智能化建设越来越普及，快节奏的发展使得整个社会对各个行业的办事效率的要求越来越高，尤其是服务性行业，既要满足被服务人的种种服务需求，又要提高行业服务的质量，提高服务的效率。
随着生活质量的不断提高，人们对服务机构的要求不仅仅停留在满足业务上的需要上，而且还要求尽量减少人们的等待时间，而服务机构本身由于竞争的需要，也要求提高其办事效率和服务的形象。
而这些窗口服务的排队现象在所难免，为了在排队时减少办事人的办事时间，为人们创造一个良好的环境，排队系统应运而生。
本设计的总体任务是分别利用客户端使用取号机进行排队，服务机构使用一个叫号来管理取号机的排队信息。
能按显示出排队的顺序；按键控制芯片显示叫到的人排队，并配有发出声音加以提示；在服务机构端可按键显示剩余排队人数等信息。
对此，本此设计排队叫号系统具体有以下几大功能：（1）取号控制：此功能是通过按键输入自己的业务类型，主机收到数据后并作出应答进行小票的打印，客户取号机上获取自己相应的排队小票；（2）叫号控制：此过程是通知客户到相应的窗口进行服务的过程，通过语音呼叫提示客户到相应的窗口进行服务；（3）显示控制：此过程是通过大厅的LCD显示屏显示，与此同时窗口也会显示相应客户，客户可以直观的找到自己相应的办理窗口。
排队叫号系统设计的总体流程图如图2.2所示图2.2排队叫号系统流程图本系统是一种集单片机控制、串行口通信、网络通信、语音识别与处理等理论为一体的综合控制系统。
系统由上位主机和下位从机组成两级控制管理体系，采用总线及串行通信协议实现分布式管理与控制。
系统由一台主机和若干窗口设备组成，各自独立的单片机系统通过总线组成分布式通信系统，可实现按顾客到达的先后次序，自动排号及语音提示。
作为上位机的主机是整个系统的管理和控制核心，完成的打印、存储、分类并通过总线发送到从机，同时在LCD上显示和通过音响播放语音信息；呼叫器接受主机发送来的命令和数据及向主机送出请求，同时在LCD液晶显示屏上显示当前信息；接受主机发来的数据，显示顾客信息；窗口显示屏接受主机发来的数据，显示当前服务顾客。
3系统硬件设计3.1主电路硬件设计主控电路在整个的系统中充当着最重要的角色，它在整个系统中起到了系统宏观调节的作用，首先主控电路要通过通信接收来自取号机的数据，将客户的取号存入系统之中，同时主控电路还要实时接收来自服务窗口的数据。
对于来自窗口的请求数据，主控芯片接收后立即处理，判断之后将对应的客户发送到服务窗口和大厅的显示屏及语音系统。
强大的通信及数据处理就要求主控电路要有强大的处理能力，才能时刻保持整个系统的运行畅通，不会出现数据丢失或发生错误等现象。
完成本次课程设计所需主控芯片有多种多样。
说明如下：（1）STC89C51RC：该芯片是采用8051核的ISP在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C52RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,部集成MAX810 专用复位电路。
（2）STC12C5410AD：宏晶公司出款的STC12C5410AD单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，兼容传统的8051数据指令代码，但提高了8-10倍的速度。
部使用了MAX810专用复位电路。
程序存储空间10K，片上集成512字节RAM。