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：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：指导教师意见：成绩:签名：年月日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：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间：单片机系统课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目课题性质工程设计课题来源选题指导教师主要内容（参数）利用排队叫号系统，实现以下功能：1、取票：顾客取一张号票吗，上面有号码、等候人数、时间等2、休息等待：持号票在休息区休息并留意显示屏音箱叫号3、按键叫号：工作人员办完一笔业务后按下叫号器上的下一位按钮4、前去办理：叫号时根据显示屏音箱的信息到指定位置享受一对一的服务。
任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。
第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。
要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。
第5-6天：软件设计，编写程序。
第7-8天：实验室调试。
第9-10天：撰写课程设计报告。
要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。
主要参考资料[1] 康万新.毕业设计指导及案例剖析—应用电子技术方向[M].北京:清华大学出版社,2007.[2] 杨连国.医院智能排队叫号系统的设计与实现[D].南京:东南大学,2006.[3] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2004.审查意见系（教研室）主任签字：年月日目录摘要 (1)1、绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2课题的研究内容与目标 (2)2、系统需求分析与整体设计 (3)2.1系统的基本功能和工作原理 (3)2.1.1排队系统的基本功能 (3)2.1.2工作原理 (3)2.2排队系统工作流程 (4)2.2.1数据处理流程 (4)2.2.2客户工作流程 (5)2.2.3工作人员工作流程 (5)2.3系统整体设计 (5)2.3.1硬件概要设计 (5)2.3.2软件概要设计 (6)3、系统硬件设计 (7)3.1主要电路设计 (7)3.1.1主机部分电路 (7)3.1.2从机部分电路 (9)3.2功能部分电路设计 (9)3.2.1单片机最小系统电路 (9)3.2.2液晶显示电路 (12)3.2.3按键部分电路 (13)3.2.4蜂鸣器电路 (14)3.2.5 TXD串行发送和RXD串行接收电路 (15)4、系统软件设计 (15)4.1排队系统主从机软件设计 (15)4.1.1系统从机（取号终端）软件设计 (15)4.1.2系统主机（叫号终端）的设计 (16)4.2主要子程序流程图 (17)4.2.1蜂鸣器子程序 (17)4.2.2 LCD显示子程序 (17)4.2.3窗口消号处理子程序 (18)5、系统Proteus仿真实现 (19)5.1系统的硬件实现 (19)5.2系统的软件实现 (19)5.3系统集成与仿真 (20)结论 (23)参考文献 (24)附录A 主机程序清单 (25)附录B 总体设计图 (30)摘要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，能够很好地解决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。
本课题研究的是一款无人排队的排队叫号系统，它主要由系统主从机、键盘、显示电路、蜂鸣器电路等部分构成。
系统利用AT89C51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LCD1602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LCD1602上显示叫到的号码，由蜂鸣器发出声音提示客户。
这种现代化的高科技产品彻底解决了银行、工商、税务、通讯、政府机构等部门的服务大厅普遍存在的站立等候、服务无序的问题，同时免除了令客户不舒服的站立式排队，深化完善了服务的质量。
本系统采用AT89C51单片机进行控制，利用LCD1602显示，蜂鸣器鸣叫提示的人机交互界面，模拟排队管理系统，科学的处理各种排队情况，具有操作简便、控制灵活、显示清晰、制作成本低、性价比较高等特点。
关键词：AT89C51；LCD1602；排队；取号；叫号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，加之我国政府正在努力构建和谐社会、服务型政府，大量的用户越来越频繁的光顾金融系统、电信、医疗、政府办事大厅等服务部门，时代的发展给这些服务型行业提出新的服务理念，也给这些行业和部门带来了巨大的压力。
伴随着经济全球化的大浪潮，各行各业之间的竞争逐渐加剧、每个服务行业业务量在不断增长，业务种类也日益增多，排队等候已成为人们经常面临的实际问题。
在银行、医院、电信、税务、工商等营业大厅里，前拥后挤、杂乱无章的排队等候，已是司空见惯的现象，很多窗口也因而秩序混乱，为保护用户隐私而设置的“1米线”也形同虚设。
一方面客户因为长时间的站立排队透支体力和精力而疲惫不堪，另一方面工作人员也为长时间遭受众多客户的围绕而不胜其烦，影响了服务质量。
因此，改善服务质量、树立良好的企业形象，解决客户劳累的排队现象、创造人性化务环境已成为急需解决的问题。
长时间的站立排队使用户疲惫和厌烦，用户渴望尊重隐私，期望“个性化服务”，只排一个队，只接受“一对一服务”。
对服务部门来讲，使用排队系统是提高服务质量，提升服务形象，吸引顾客的有利措施。
随着信息技术的突飞猛进，智能排队管理系统应运而生。
智能排队管理系统是一种综合运用计算机、网络、多媒体、通信控制等技术的高新技术产品，此系统完全模拟人群的排队过程，实现了计算机系统代替客户进行排队的过程。
使用排队系统后，用户在取号终端上取票后，在休息区舒适地等待，听到呼叫后才去对应的窗口办理事务，服务人员面对一个安静的环境，面对一个客户，可以专心办理业务,提高了工作效率。
本文以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，设计了一个简单的把客户与服务机构相结合的主从机排队叫号系统。
模拟排队叫号管理，科学地处理各种排队情况，具有操作简便、控制灵活、显示清晰、制作成本低、性价比较高等特点。
1.2课题的研究内容与目标智能排队叫号系统主要分为两个大部分：主机和从机。
其中主机部分要实现由从机的排队按键决定已排队人数；在已知已排队人数的前提下由按键K1、K2、K3、K4分别代表4个不同的窗口所叫到的号码；显示剩余的排队人数有WAITING 键。
主要由单片机最小系统、1602液晶显示、蜂鸣器、服务机构按键和ATMEL 公司的AT89C51本芯片构成。
从机部分比较主机而言简单些，只要完成客户取号的功能。
相对主机而言少了蜂鸣器和按键数。
从机主要实现的是客户端的排队顺序记录，限制排队上限并传送信息给主机。
2、系统需求分析与整体设计2.1 系统的基本功能和工作原理2.1.1排队系统的基本功能本设计主要利用单片机AT89C51芯片和1602液晶显示，采用按键来对显示器和蜂鸣器加以控制来完成一个主从机分别管理排队和叫号的系统。
其主要功能是分别利用客户端使用一个从机排队，服务机构使用一个主机来管理从机的排队信息。
具体功能如下：(1)从机：客户通过按键依次加1完成取号，由1602液晶显示当前客户在排队中的位置。
设定最大的排队人数是10人，当排队人数超过10时，显示排队已满，并停止排队。
(2)主机：设有4个办理业务的窗口，通过按键来完成叫号，由1602液晶显示“NO.** come to NO.** window,Please”，并配有蜂鸣器发出蜂鸣声“叮咚”加以提示；排队是否空或已满，空、满都在1602液晶上显示相关字样；在服务机构端可按键显示剩余排队人数等信息。
2.1.2工作原理本系统选用我们常用单片机芯片AT89C51和1602液晶，运用C语言程序设计编写较简单的延时和循环来实现。
以AT89C51单片机为核心，由主从机的按键控制1602液晶显示和蜂鸣器提示音。
系统采用如图2.1所示的主要硬件电路，运用串行通信原理通过按键给计数器脉冲，达到计数+1和销号-1的功能，并通过1602液晶显示，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。
图2.1 系统原理图2.2 排队系统工作流程2.2.1 数据处理流程如图2.2 所示，排队系统基本流程图以要处理的排队信息为主体，由客户在系统从机（取号终端）上按键后产生的一条记录开始，给出了数据处理的整个流程。
图2.2 数据处理流程图2.2.2 客户工作流程客户到达服务大厅后，先到排队系统从机（取号终端）上按键取号，得到自己的服务票号后，到相应的休息位置等候语音提示，同时关注相关显示屏幕和语音提示的信息，当被叫到自己的票号时，根据语音提示和显示屏幕的显示信息到相应窗口办理业务。
2.2.3 工作人员工作流程工作人员到达指定窗口后，即可看到叫号终端上显示的等待人数，待准备好服务客户时按下“呼叫”键开始工作，每服务完一个客户后就按“呼叫”键呼叫下一位顾客，当所呼叫的客户在规定时间内不到时可以按“呼叫”键再次呼叫客户。
2.3 系统整体设计2.3.1 硬件概要设计本智能排队叫号系统这一课题，其具体要求和功能完全模拟人群排队过程，通过取号、排队等待、叫号服务等功能代替人们站队，实现机器自动代替人排队的过程。
在大厅明显处放置一台主从机，顾客来到后按“取号”键，从机自动排号并在显示器上显示你在队列中的位置；顾客根据显示器上的序号与等待人数，可选择在大厅休息处休息或办别的事，当某窗口号显示顾客序号，同时音响提示音响起时，该顾客便可前往相应窗口接受“一对一”的服务。
每位窗口工作人员使用蜂鸣器接受主机命令，可按键受理下一位序号客户业务，每服务完一位顾客后再按键，呼叫器上的号码自动跳到下一个序号受理序号，同时此号码显示在窗口显示屏上显示并用蜂鸣提示，以提示顾客前来接受服务。
总体设计框图如图2.2 硬件设计总体框图所示。
图2.2 硬件设计总体框图综合以上情况，我们采用上位单片机(主机)实现综合管理和控制，将蜂鸣器模块、主要按键模块、显示器模块等集成在主机内。
下位从机包括一个按键模块和窗口显示模块，这些设备相互独立，均由AT89C51 单片机芯片控制。
通过按键K0 传送数据到主机，主机接受从机发送来的命令和数据作出相应的显示，操作简单并有1602 液晶显示显示、蜂鸣器与窗口显示器一一对应，使用时将用于设置窗口号的拨码开关拨到相应位置即可。
用AT89C51 单片机芯片、独立按键叫号（顾客使用）、独立按键（代表四个窗口营业员控制端）、无源蜂鸣器（起到发出提示音的作用）、1602 液晶显示信息以及相应的辅助外围电路部2.3.2 软件概要设计(1) 主机部分主机部分又称为叫号服务终端，主要实现接收从机数据并处理数据的功能。