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1、课程设计报告课程名称:设计题目：系 别：专 业：班 级：学生姓名: 学 号: 指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日成绩评定项 目权重成绩杨礼王进1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总 成 绩 教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见： 主任签字： 年 月 日摘 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
2、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
3、价比较高。关键词：排队叫号机；串行通信；独立键盘；数码管动态显示；蜂鸣器目 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22.3 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53.3 叫号模块53.4 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64.2.3 串行通信模块74.3 调试结果75 设计总结76 致谢77 详细仪器清单7参考文献9附
4、录一：整体电路图10附录二：程序清单11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
5、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。图 2 采用独立键盘实现功能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。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
6、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
7、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。图 5图 6 数码管显示电路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 7 总体流程图3.2 动态显示模块此模块由于要使数码显示管不同的数值，数字各位对应的段选值不同，所以位选不能同时打开，所以需要采用动
8、态显示实现同时显示排队号码以及等待的人数。最后采用如图 8所示的电路完成要求功能。图 8 动态显示流程图3.3 叫号模块此模块采用无源蜂鸣器发声，采用如图 9所示电路，通过单片机向P33端口输出一定频率的方波，就可使蜂鸣器的发声。图 9 叫号模块电路3.4 串行通信模块设计要求客户端与主机通过串行通信方式，采用如图 3所示的常用双机通信方式，通过使用定时器1采用 2400bps的波特率进行通信。4 系统仿真及调试4.1 软件调试(1)在Keil软件中建立工程，新建工程，选择Atmel AT89C52芯片，创建源代码，进行编译，在Keil中仿真调试。(2)在Protues软件中，根据功能模块，画
9、出相应原理图。利用Keil中生成的*.hex文件与Keil进行程序联调。4.2 硬件调试4.2.1 动态显示模块开始调试时，在Protues软件上可以很好模拟动态显示效果，但硬件电路数码管显示效果失真，考虑到延时在动态显示中的重要作用，通过调小延时时间，使数码管稳定、准确地显示。4.2.2 叫号模块开始调试时，由于程序产生的方波频率比较低，导致蜂鸣器无法正常工作，通过查找资料，熟悉蜂鸣器有特定的工作频率范围，调试一合适方波频率，使蜂鸣器正常发声。4.2.3 串行通信模块开始调试时，通过串口调试助手进行调试，但效果始终不出来，通过向同学请教，设置好软件的波特率在调试可以实现，最后把程序细节部分调
10、试，使串行通信部分正常工作。4.3 调试结果进过调试，系统可以实现对20人的队伍排队取号，客户端通过按键可以完成取号，并通过数码管显示排队等待情况，主机通过按键可以实现叫号，并可以通过蜂鸣器鸣叫和数码管显示的双重提示。5 设计总结(1) 通过本次课程设计，加深了对于怎样学好单片机这门课程的理解，学单片机就是要多实践，老师领我们进入单片机世界，精通它就得靠我们自己，那就是多实践，灵活运用自己所学知识到自己的作品当中。(2) 在程序设计过程中遇到的很多问题，阻碍设计的过程，通过总结，深深体会到程序设计的时候模块化处理的重要性，可以先画好程序流程图，然后各个模块各个击破。同时遇到问题时可以同学之间相
11、互讨论、回到书本在学习，更有助于加深对所学知识的理解。6 致谢这次课程设计对我来说有着深远的意义，让我对未来的路又看得清楚了些。在此我要深深的感谢那些传授我知识的老师们，是你们无私的奉献，才会有如今的我们；要感谢父母一直给我的支持，感谢他们的关怀；还要感谢同学对我的鼓励，感谢搭档对我的认可，让我能尽情的发挥我的能力，激扬去验证自己的想法。7 详细仪器清单表 1 仪器清单类型规格数量备注5V直流电源ZH-60032USB232converterU232-P92电阻1k28个芯片NEC D8255AC-22片扩展I/O芯片STC89C522片晶振12M2个蜂鸣器无源1个数码管3位共阳极4个极性电容
12、0.1UF2个非极性电容30pf2个按键开关2个三极管901512个参考文献1 张鑫.单片机原理及应用M.北京：电子工业出版社，2005.8.2 邱关源、罗先觉.电路M.北京：高等教育出版社，2006.5.3 康光华.电子技术基础.数字部分M.北京：高等教育出版社，2006.1.4 康光华.电子技术基础.模拟部分M.北京：高等教育出版社，2006.1.5 祁伟, 杨亭. 单片机C51程序设计教程与实验M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.6 楼然苗.李光飞.单片机课程设计指导M.北京：北京航空航天大学出版社，2007.47 单片机学习网附录一：整体电路图附录二：程序清单头文件：#incl
13、ude #include #define PA XBYTE0xD9FF /*PA口地址*/#define PB XBYTE0xDAFF /*PB口地址*/#define PC XBYTE0xDDFF /*PC口地址*/#define CON XBYTE0xDFFF /*控制字地址*/取号程序：#include /头文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint m,n;uchar i,j,q_head,q_tail;sbit P32=P32; uchar const table16= 0xA0, 0xBB,0x62,0x2A,0x39,0x2C,0x24,0xBA, 0x20, 0x28,0x30,0x25,0xE4,0x23,0x64,0x74, ;uchar const table_queue= /20个排队号码 0x00,0x01,0x02,0x03
