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....................................................................................................................................11方案论证与对比....................................................................................................................11.1方案一..........................................................................................................................11.2方案二..........................................................................................................................11.3系统方案对比论证......................................................................................................22硬件电路设计与分析............................................................................................................22.1排队取号机主电路设计..............................................................................................22.2排队取号机通信电路设计..........................................................................................32.3动态显示电路..............................................................................................................32.4叫号电路......................................................................................................................33系统软件设计与分析............................................................................................................43.1软件流程图..................................................................................................................43.2动态显示模块..............................................................................................................43.3叫号模块......................................................................................................................63.4串行通信模块..............................................................................................................64系统仿真及调试....................................................................................................................64.1软件调试......................................................................................................................64.2硬件调试......................................................................................................................64.2.1动态显示模块....................................................................................................64.2.2叫号模块............................................................................................................74.2.3串行通信模块....................................................................................................75设计总结................................................................................................................................76致谢........................................................................................................................................87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。1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NECD8255AC-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。89C52(主机/从机)8255矩阵键盘数码显示蜂鸣器（主机）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。21.3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。89C52(主机/从机)8255独立键盘数码显示蜂鸣器（主机）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。客户端主机RXDTXDTXDRXD图3串行通信电路32.2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NECD8255AC-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48255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。43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