畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的分診叫號(hào)系統(tǒng)

1、分類(lèi)號(hào) 單位代碼 11395 密 級(jí) 學(xué) 號(hào) 0705230126 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于單片機(jī)的分診叫號(hào)系統(tǒng)作 者院 (系)能源工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師答辯日期年 月 日榆 林 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信責(zé)任書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若

2、有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。 論文作者簽名: 年 月 日榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，服務(wù)行業(yè)的不斷增加，排隊(duì)已經(jīng)成為人們經(jīng)常面臨的實(shí)際問(wèn)題，傳統(tǒng)的排隊(duì)模式已無(wú)法解決這一矛盾。分診叫號(hào)系統(tǒng)可以提高窗口服務(wù)行業(yè)的辦公效率，是解決顧客排隊(duì)等候問(wèn)題的有利工具。分診叫號(hào)系統(tǒng)基本完全模擬人工排隊(duì)過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)代替人工排隊(duì)。本文采用美國(guó)atmel公司的at89s52單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合外圍的液晶顯示和語(yǔ)音叫號(hào)等硬件電路，組成了分診叫號(hào)系統(tǒng)。其具有l(wèi)cd顯示、按鍵呼叫和語(yǔ)音播放等功能，同時(shí)因可靠性較高、功能較完善、維護(hù)操作方便且可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此具有較

3、強(qiáng)的適用性和推廣價(jià)值。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、銀行等服務(wù)性行業(yè)。關(guān)鍵詞：分診叫號(hào)系統(tǒng)，at89s52，lcd abstractwith the sustained and rapid development of social economy and the growing service sector, queuing has become the practical problems faced by people. the traditional queuing model has been unable to resolve this contradiction. triage call

4、ing system is to improve the services industry efficiency of the window, it has become a useful tool to settle the problem of queuing. the triage calling system can basically simulate the artificial line in full, so it can automatically realize the machine to replace the artificial line.this paper t

5、akes the united states atmel corporation at89s52 microcontroller as the master chip, combined with the external liquid crystal display and speech calling and other hardware circuits, is to form a triage calling system. it has a lcd display, button calls and speech calling and other functions. at the

6、 same time, it is high reliability, perfect function, convenient operation and expandability etc, so it has strong applicability and promotional value. the system is widely used in hospitals, banks and other service industries.朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典key words： 字典朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符

7、的拼音 字典朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典triage calling system，at89s52，lcd目 錄摘 要iabstractii1 緒論11.1 分診叫號(hào)系統(tǒng)的介紹11.2 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)11.3 本文的設(shè)計(jì)方案：采用以單片機(jī)為核心的控制方案12 主要元器件介紹22.1 主控芯片at89s5222.1.1 at89s52性能簡(jiǎn)介22.1.2 at89s52引角功能說(shuō)明32.1.3 at89s52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)52.2 存儲(chǔ)芯片at24c0272.3 語(yǔ)音芯片isd400382.3.1 isd4003 性能簡(jiǎn)介82.3.2 isd4003 芯片引腳功能說(shuō)

8、明92.4 lcd1602顯示器102.4.1 接口信號(hào)說(shuō)明102.4.2 主要技術(shù)參數(shù)113 系統(tǒng)硬件構(gòu)成123.1 設(shè)計(jì)原理123.2 外圍電路133.2.1 窗口顯示電路133.2.2 票號(hào)打印電路133.2.3 語(yǔ)音播放電路143.2.4 按鍵電路153.2.5 電源電路153.2.6 晶振電路163.2.7 復(fù)位電路174 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)185 結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致 謝24附 錄a25附 錄b26iii1 緒論1.1 分診叫號(hào)系統(tǒng)的介紹分診叫號(hào)系統(tǒng)又稱(chēng)排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)是一種綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的電子管理系統(tǒng)。分診叫號(hào)系統(tǒng)基本完全模擬人工排隊(duì)過(guò)程，通過(guò)取

9、號(hào)、排隊(duì)等待、叫號(hào)服務(wù)等功能代替人工排隊(duì)1,2。該系統(tǒng)適用于各類(lèi)窗口服務(wù)行業(yè)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)院門(mén)診、銀行系統(tǒng)。1.2 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成分診叫號(hào)系統(tǒng)。分診叫號(hào)系統(tǒng)，一方面可以減少顧客排隊(duì)的等候時(shí)間，緩解顧客長(zhǎng)時(shí)間“站隊(duì)”的辛苦；另一方面醫(yī)院門(mén)診、銀行系統(tǒng)等可以依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，調(diào)整業(yè)務(wù)分配、合理安排窗口服務(wù)，以提高窗口服務(wù)質(zhì)量、改善企業(yè)服務(wù)形象，真正的做到給顧客提供一個(gè)良好的、舒適的服務(wù)環(huán)境3,4。1.3 本文的設(shè)計(jì)方案：采用以單片機(jī)為核心的控制方案選用單片機(jī)at89s52作為核心元件，輔以lcd液晶顯示電路、票號(hào)打印電路、語(yǔ)音播放電路、按鍵電路、晶

10、振電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路等，并利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的i/o端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的分診叫號(hào)功能。系統(tǒng)采用字符型lcd1602液晶顯示器，用isd4003芯片實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播放功能。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了2個(gè)自定義按鍵分別作為取票按鍵和呼叫按鍵，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分選用at24c02芯片來(lái)完成，該系統(tǒng)同時(shí)也具有時(shí)鐘顯示和系統(tǒng)設(shè)置等功能。 2 主要元器件介紹2.1 主控芯片at89s52at89s52是一個(gè)低功耗，高性能cmos的8位微控制器，片內(nèi)含8 kb isp(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的flash只讀程序存儲(chǔ)器。器件采用atmel公司的高密度、非易失性存

11、儲(chǔ)技術(shù)制造，與工業(yè)8051產(chǎn)品的指令及各引腳完全兼容，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的at89s52可為許多應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案5。 2.1.1 at89s52性能簡(jiǎn)介at89s52的主要性能：1） 與mcs-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 2） 8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器3） 1000 次擦寫(xiě)周期 4） 32個(gè)雙向可編程i/o口線 5）4.05.5v工作電壓 6）三個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 7）時(shí)鐘頻率0hz33mhz 8）全雙工uart串行通道 9）256k字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 10）8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷

12、11）低功耗空閑和掉電模式 12）掉電后中斷可喚醒 13）三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 14）看門(mén)狗（wdt）電路 15）軟件設(shè)置空閑和省電功能16）雙數(shù)據(jù)寄存器指針 17）片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路18）具有斷電標(biāo)志位pof2.1.2 at89s52引角功能說(shuō)明圖2-1 at89s52 芯片引腳圖圖2-1所示為at89s52 芯片引腳圖。vcc：電源電壓引腳。gnd：接地引腳。p0口：p0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8位雙向i/o端口，即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口使用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端口。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)

13、總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間需要激活內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，要求接外部上拉電阻。p1口：p1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口，p1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)p1端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口使用。當(dāng)作為作輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。同時(shí)，p1.0和p1.1可分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入，具體如表2-1所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口用于接收低8位地址字節(jié)。表2-1 p1口引腳

14、的第二功能說(shuō)明引腳號(hào)第二功能p1.0t2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t2的外部計(jì)數(shù)輸入）時(shí)鐘輸出p1.1t2ex（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）p1.5mosi（在系統(tǒng)編程中使用）p1.6miso（在系統(tǒng)編程中使用）p1.7sck（在系統(tǒng)編程中使用） p2口：p2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口，p2口的輸出緩沖級(jí)也可驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)p2端口寫(xiě)“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流i。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movx dp

15、tr）時(shí)，p2口送出高八位地址。在這種使用中，p2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movx ri）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2口將輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p2口也可用于接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。p3口：p3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)p3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時(shí)，被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流i。p3口除了作為一般的i/o口線外，更重要的用途是它的第二功能，具體如表2-2所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p3口也用于接

16、收一些控制信號(hào)。表2-2 p3口引腳的第二功能說(shuō)明引腳號(hào)第二功能p3.0rxd（串行輸入）p3.1txd（串行輸出）p3.2(外部中斷0)p3.3(外部中斷0)p3.4t0(定時(shí)器0外部輸入)p3.5t1(定時(shí)器1外部輸入)p3.6(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)p3.7(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。wdt溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置sfr auxr 的 disrto 位（地址8eh）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。disrto 位缺省為reset輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。ale/：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸

17、出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地。 ：程序儲(chǔ)存允許（）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)at89s52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)， 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將不被激活。/vpp：外部訪問(wèn)允許控制信號(hào)。xtal1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.1.3 at89s52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)中斷寄存器：各中斷允許控制位于ie寄存器，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先級(jí)也可在ie中設(shè)。圖2-2為auxr輔助寄存器。圖2-

18、2 auxr輔助寄存器auxr輔助寄存器字節(jié)地址8eh，不可位尋址。wdidle：wtd在空閑模式下的禁止/允許位。當(dāng)wdidle0時(shí)，wdt在空閑模式下繼續(xù)計(jì)數(shù)；當(dāng)wdidle1時(shí)，wdt在空閑模式下暫停計(jì)數(shù)。disrto：禁止/允許wdt溢出時(shí)的復(fù)位輸出。當(dāng)disrto0時(shí)，wdt定時(shí)器溢出時(shí)，在rst引腳輸出一個(gè)高電平脈沖；當(dāng)disrt01時(shí)，rst引腳為輸入腳。disale：ale禁止/允許位。當(dāng)disale0時(shí)，ale有效，發(fā)出恒定頻率脈沖；當(dāng)disale1時(shí)，ale僅在cpu執(zhí)行movc和movx類(lèi)指令時(shí)有效，不訪問(wèn)外寄存器時(shí)，ale不輸出脈沖信號(hào)。dps：數(shù)據(jù)指針寄存器選擇位。當(dāng)

19、dps0時(shí)，選擇數(shù)據(jù)指針寄存器dprt0；當(dāng)dps1時(shí)，選擇數(shù)據(jù)指針寄存器dprt。雙時(shí)鐘指針寄存器：為了更有利于訪問(wèn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)提供了兩路16位數(shù)據(jù)指針寄存器：位于sfr中82h83h的dp0和位于84h85h。特殊寄存器auxr1中dps0 選擇dp0；dps=1 選擇dp1。用戶(hù)應(yīng)該在訪問(wèn)數(shù)據(jù)指針寄存器前先初始化dps至合理的值。電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（pof）在特殊功能寄存儲(chǔ)器sfr中pcon的第4位（pcon.4），電源打開(kāi)時(shí)pof置“1”，它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：mcs-51單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開(kāi)的結(jié)構(gòu)，均具有64

20、kb外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。程序存儲(chǔ)器：如果ea引腳接地（gnd），全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。在at89s52，假如接至vcc（電源），程序首先執(zhí)行從地址0000h0fffh（4kb）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，再執(zhí)行地址為1000hffffh（60kb）的外部程序存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：在at89s52的具有256字節(jié)的內(nèi)部ram，這128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問(wèn)，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行，128字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間?？撮T(mén)狗定時(shí)器（wdt）：wdt是為了解決cpu程序運(yùn)行時(shí)可能進(jìn)入混亂或死循環(huán)而設(shè)置，它由一個(gè)14字節(jié)計(jì)數(shù)器和看狗復(fù)位sfr（wdtrst）構(gòu)成。定時(shí)器0和定時(shí)器1：在at8

21、9s52中，定時(shí)器0和定時(shí)器1的操作與at89c51和at89c52是一樣的。定時(shí)器2：定時(shí)器2是一個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做計(jì)數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器t2con中的c/位選擇（如表2-3所示）。定時(shí)器2有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。如表2-3所示，工作模式由2con中的相關(guān)位來(lái)選擇。定時(shí)器2有2個(gè)8位寄存器：th2和tl2。在定時(shí)工作方式中，每個(gè)機(jī)器周期，tl2 寄存器都會(huì)加1。由于一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)晶振周期構(gòu)成。因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。表2-3 定時(shí)器2工作模式rclk+tclkcp/rl2tr2mode001

22、16自動(dòng)重載01116位捕捉1×1波特率發(fā)生器××0（不用）2.2 存儲(chǔ)芯片at24c02at24c02是一個(gè)2k串行cmos eeprom，內(nèi)含256×8位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬(2.55.5 v)、擦寫(xiě)次數(shù)多(大于10000次)、寫(xiě)入速度快(小于10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、低功耗、數(shù)據(jù)不易丟失和體積小等特點(diǎn)。通過(guò)串行時(shí)鐘線(scl)和串行數(shù)據(jù)線(sda)分別與單片機(jī)at89s52的引腳p3.6、p3.7相連。at24c02的內(nèi)部組態(tài)為256×8b，a0、a1、a2為芯片的地址線，在使用中把這三條線接地。當(dāng)wp為低電平時(shí)，表示允許寫(xiě)操作6。

23、圖2-3和2-4分別是at24c02的兩種引腳圖和電路接線圖。soic pdip圖2-3 at24c02的兩種引腳圖圖2-4 at24c02的電路接線圖2.3 語(yǔ)音芯片isd4003isd4003是美國(guó)isd公司繼isd33000系列之后最新推出的時(shí)限為8分鐘的長(zhǎng)時(shí)語(yǔ)音錄放電路。這種錄放電路采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，將每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)的快閃存儲(chǔ)器中。因此能夠非常自然地，播放語(yǔ)音，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。其采樣頻率可為4.0，5.3，6.4，8.0khz，頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，但通頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。isd4003的片內(nèi)信息存于快閃存儲(chǔ)器中，可在

24、斷電情況下百年不丟失，反復(fù)錄音超過(guò)十萬(wàn)次7。2.3.1 isd4003 性能簡(jiǎn)介isd4003主要功能特性如下：1） 支持isd所有3v器件，即isd330000/4003/4004系列器件；2） 板上最多可裝三個(gè)isd器件，錄放時(shí)間最后可達(dá)48分鐘；3） 單片機(jī)控制、支持器件的全部功能，12位操作接口可靈活安排、最多可接32個(gè)按鍵；4） 提供標(biāo)準(zhǔn)接口板，16位按鍵操作，兩位數(shù)碼及兩位led指示；5） 話筒（mic）和線路（line in）雙路選擇錄音；6） 板上具備音頻功率放大器（0.5w），也可由isd直接線路輸出；7） isd各引腳由26個(gè)插針腳引出，可與計(jì)算機(jī)并口連接，由計(jì)算機(jī)控制is

25、d器件；8） 單5v電源供電，電壓可低至3v；9） 只要接上電源，揚(yáng)聲器即可使用；10）裝上鎖緊插座，可以作應(yīng)封裝電路的測(cè)試儀。2.3.2 isd4003 芯片引腳功能說(shuō)明圖2-5 isd4003 引腳排列isd4003主要引腳描述：表2-4 isd4003主要引腳說(shuō)明符號(hào)引腳說(shuō)明vcca，vccd電源引腳vssa，vssd地線anain+同相模擬輸入（信號(hào)通過(guò)耦合電容輸入，峰值為32ma）anain-反相模擬輸入（信號(hào)通過(guò)耦合電容輸入，峰值為16ma）audout音頻輸出片選（此端為低電平時(shí)，即向isd4003芯片發(fā)送指令）miso串行輸入端口mosi串行輸出端口（未選中時(shí)，本端口呈高阻態(tài)）

26、sclk串行時(shí)鐘（isd的時(shí)鐘輸入端）中斷引腳rac行地址時(shí)鐘（該端可用于存貯管理體制技術(shù)）xclk外部時(shí)鐘（本端有內(nèi)部下拉元件）amacp自動(dòng)靜噪（有助于減少無(wú)信號(hào)時(shí)的噪音）2.4 lcd1602顯示器1602型lcd顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。它可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線d0d7和rs，r/w，en三個(gè)控制端口，工作電壓為5v，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能8。2.4.1 接口信號(hào)說(shuō)明1602型lcd的接口信號(hào)說(shuō)明如表2-5所示：表2-5 1602型lcd的接口信號(hào)說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1vss電源地9d2data i/o2vdd電源正極10

27、d3data i/o3v0液晶顯示偏壓信號(hào)11d4data i/o4rs數(shù)據(jù)/命令選擇端（h/l）12d5data i/o5r/w讀寫(xiě)選擇端（h/l）13d6data i/o6e使能信號(hào)14d7data i/o7d0data i/o15bla背光源正極8d1data i/o16blk背光源負(fù)極2.4.2 主要技術(shù)參數(shù)1602型lcd的主要技術(shù)參數(shù)如表2-6所示：表2-6 1602型lcd的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量16x2個(gè)字符芯片工作電壓4.55.5v工作電流2.0ma（5.0v）模塊最佳工作電壓5.0v字符尺寸2.95x4.35(wxh)mm3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成3.1 設(shè)計(jì)原理本系統(tǒng)共由兩部分組成，

28、即硬件部分與軟件部分。其中硬件部分主機(jī)采用at89s52作為主控芯片，其控制和管理整個(gè)系統(tǒng)的主控模塊，并結(jié)合外圍電路，組成分診叫號(hào)系統(tǒng)。當(dāng)顧客進(jìn)入服務(wù)大廳后，可以根據(jù)自己所需的服務(wù)類(lèi)型，通過(guò)取票按鍵獲取打印票號(hào)，作為排隊(duì)的順序號(hào)，然后到相應(yīng)的休息區(qū)等待。這時(shí)主機(jī)根據(jù)顧客服務(wù)類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的隊(duì)列排序，將顧客序號(hào)分別發(fā)送到呼叫器和窗口顯示屏，以達(dá)到機(jī)器代替人工自動(dòng)排隊(duì)的目的。工作人員按鍵呼叫時(shí)，主機(jī)響應(yīng)請(qǐng)求，依據(jù)先后次序?qū)㈩櫩吞?hào)碼發(fā)送到語(yǔ)音播放器和顯示屏，通過(guò)語(yǔ)音播放器播放語(yǔ)音提示：“請(qǐng)*號(hào)顧客到*窗口辦理業(yè)務(wù)”，同時(shí)顯示屏顯示該顧客序號(hào)和窗口號(hào)。其原理框圖如圖3-1所示。主機(jī)（at89s52）復(fù)位

29、電路晶振電路存儲(chǔ)電路窗口顯示電路票號(hào)打印電路電源電路語(yǔ)音播放電路按鍵電路圖3-1 分診叫號(hào)系統(tǒng)原理框圖3.2 外圍電路本系統(tǒng)選用單片機(jī)at89s52作為核心元件，結(jié)合lcd液晶顯示電路、票號(hào)打印電路、語(yǔ)音播放電路、按鍵電路、晶振電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路等，實(shí)現(xiàn)基本的分診叫號(hào)功能。其總電路圖見(jiàn)附錄a。3.2.1 窗口顯示電路窗口顯示電路采用at89s52單片機(jī)控制，顯示部分由液晶顯示器lcd1602來(lái)完成。當(dāng)工作人員按鍵取號(hào)時(shí)，主機(jī)響應(yīng)請(qǐng)求，將顧客號(hào)碼發(fā)送到窗口顯示屏，顯示屏顯示提示信息：“請(qǐng)*號(hào)顧客到*窗口辦理業(yè)務(wù)”。顯示電路部分引腳接口如圖3-2所示。圖3-2 窗口顯示電路原理圖3.2.2 票號(hào)打

30、印電路當(dāng)顧客進(jìn)入大廳后，可以根據(jù)所需服務(wù)類(lèi)型，通過(guò)取票按鍵獲取打印票號(hào)，作為排隊(duì)的順序號(hào)。打印模塊選用tpup-a40p微型打印機(jī)，采用單片機(jī)控制。打印機(jī)通過(guò)p0口與at89s52相連接，由于打印機(jī)tpup-a40p沒(méi)有讀、寫(xiě)信號(hào)線，只有一對(duì)握手信號(hào)線busy、stb，所以用p0.7來(lái)控制讀寫(xiě)信號(hào)選通stb和busy狀態(tài)8。其電路接線原理圖如圖3-3所示。圖3-3 打印機(jī)與at89s52接線電路圖3.2.3 語(yǔ)音播放電路isd4003工作于spi串行外設(shè)接口。spi（serial peripheral interface串行外設(shè)接口）總線是motorola公司推出的一種同步串行外設(shè)接口，它用于

31、mcu與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信（8位數(shù)據(jù)同時(shí)同步地被發(fā)送和接受），系統(tǒng)可配置為主或從操作模式。spi系統(tǒng)可直接與各個(gè)廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接接口，它只需要4條線：串行時(shí)鐘線（sck）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線miso、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線mosi和低電平有效的從機(jī)選擇現(xiàn)9。isd4003與at89s52單片機(jī)的接線如圖3-4所示。圖3-4 isd4003與at89s52接線電路圖3.2.4 按鍵電路按鍵電路采用at89s52控制，系統(tǒng)自定義了2個(gè)按鍵：k1作為顧客取票按鍵，k2作為工作人員呼叫按鍵，其電路如圖3-5所示。按鍵電路與主機(jī)采用半雙工方式進(jìn)行通信，通過(guò)按鍵與主機(jī)進(jìn)行

32、數(shù)據(jù)的傳輸。圖 3-5 按鍵電路原理圖3.2.5 電源電路電路主控部分電源需要用5v直流電源供電，其電路圖如圖3-6所示。它可以把頻率為50hz、有效值為220v的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5v直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng)過(guò)變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器起到降壓的作用。但在降壓后電壓還是交流電壓，因此需要將整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的高頻分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作，所以需要通過(guò)低通濾波電路濾波。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出

33、直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓10。圖 3-6 電源輸入電路原理圖3.2.6 晶振電路at89s52的引腳xtal1和xtal2與晶體振蕩器及電容c2、c3按圖3-7所示連接。振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容c2、c3的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在033mhz之間，電容c2、c3取值范圍在530pf之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用12mhz作為系統(tǒng)的外部晶振，電容取值為20pf。圖 3-7 晶振電路原理圖3.2.7 復(fù)位電路復(fù)位是將cpu和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，

34、還是斷電后或者發(fā)生故障后都要進(jìn)行復(fù)位操作。通常采用手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位的組合，其電路如圖3-8所示。在通電瞬間，電容c通過(guò)電阻r充電，rst端出現(xiàn)正脈沖，用于復(fù)位11。圖 3-8 復(fù)位電路原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括主機(jī)軟件設(shè)計(jì)、語(yǔ)音呼叫軟件設(shè)計(jì)、窗口顯示屏軟件設(shè)計(jì)等。（1） 主程序流程圖如圖4-1所示，其具體工作過(guò)程如下12：主機(jī)初始化后，從01號(hào)從機(jī)開(kāi)始查詢(xún)，如有應(yīng)答并命令請(qǐng)求，根據(jù)命令作相應(yīng)處理：請(qǐng)求發(fā)送：主機(jī)將最前顧客號(hào)碼發(fā)送到該機(jī)，并置發(fā)送標(biāo)志f=1；請(qǐng)求接收：當(dāng)呼叫器重呼或暫停時(shí)，向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)，主機(jī)接收該從機(jī)數(shù)據(jù)，接收完成后，立即將查詢(xún)?cè)搹臋C(jī)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到

35、該從機(jī)，并置f=1；如從機(jī)不應(yīng)答，表示該機(jī)無(wú)請(qǐng)求服務(wù)或沒(méi)有該設(shè)備，則f=0。主機(jī)通訊完成后將顯示更新的數(shù)據(jù)于lcd屏上，然后根據(jù)發(fā)送標(biāo)志決定是否將數(shù)據(jù)發(fā)送到該從機(jī)對(duì)應(yīng)的窗口顯示屏及播放語(yǔ)音。然后地址+2并判斷是否查詢(xún)完所有從機(jī)，開(kāi)始新的查詢(xún)13,14。（2） 窗口顯示屏作為從機(jī)接收主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)而顯示，程序流程圖如圖4-2所示。（3） 呼叫器作為從機(jī)，和主機(jī)采用半雙工的通信方式，通過(guò)呼叫按鍵與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，程序流程圖如圖4-3所示15。 開(kāi)始初始化從機(jī)地址=01h無(wú)數(shù)據(jù)交換與從機(jī)n通訊發(fā)送/接收顯示子程序f=1放音子程序發(fā)該數(shù)據(jù)到從機(jī)n+1結(jié)束置f=1接收置f=1置f=1發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)從機(jī)地

36、址+2=80h從機(jī)地址=01h發(fā)送接收nyyn圖4-1 主程序流程圖開(kāi)始初始化讀本機(jī)地址指向顯示緩沖區(qū)首址取要顯示位指針?biāo)投芜x碼到p2口取要顯示的數(shù)將數(shù)變?yōu)槎芜x碼送位選碼到p1.5是最右邊嗎延時(shí)結(jié)束修改顯示緩沖區(qū)指針和位碼圖4-2 窗口顯示流程圖開(kāi)始初始化讀本機(jī)地址鍵掃描有鍵按下顯示對(duì)應(yīng)動(dòng)作顯示更新的數(shù)據(jù)在ram區(qū)記錄信息等待通訊結(jié)束ny圖4-3 呼叫器程序流程圖5 結(jié)論本設(shè)計(jì)采用美國(guó)atmel公司的單片機(jī)at89s52與低功耗cmos型eeprom at24c02作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，結(jié)合外圍的窗口顯示、語(yǔ)音播放等電路，并采用匯編語(yǔ)言和c語(yǔ)言編寫(xiě)主控制程序，設(shè)計(jì)出了一種可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器代

37、替人工排隊(duì)的分診叫號(hào)系統(tǒng)。其可以較好的解決醫(yī)院門(mén)診、銀行系統(tǒng)等行業(yè)在顧客辦理業(yè)務(wù)時(shí)所面臨的一些問(wèn)題。該系統(tǒng)易于操作、安全可靠、功能較為完善且可擴(kuò)展性強(qiáng)，因此具有較強(qiáng)的適用性和推廣價(jià)值。同時(shí)，該系統(tǒng)也可以廣泛應(yīng)用于稅務(wù)、公安、電信、郵政、人事局、社保局、政府服務(wù)廳、民航、保險(xiǎn)、交通管理局、領(lǐng)事館、出入境、海關(guān)、衛(wèi)生局、技術(shù)監(jiān)督局等窗口服務(wù)性行業(yè)。參考文獻(xiàn)1 葉維雅，劉芳，梁翠枝電子分診叫號(hào)系統(tǒng)在急診分診中的應(yīng)用j臨床醫(yī)學(xué)工程，2009，16（10）：56-572 張交柏基于at89c51 單片機(jī)分診叫號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)j計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化，2010，29（2）：110-1123 職志威分診叫號(hào)系統(tǒng)在門(mén)

38、診就診中的應(yīng)用j慢性病學(xué)雜志，2010，12（10）：1260-12614 劉峰，歐東，魏智門(mén)診智能排隊(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用j中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2010，24（3）：286-2875 孫玉才atmel新型at89s52系列單片機(jī)及其應(yīng)用原理m北京：清華大學(xué)出版社，2005：35-806 蔡明文，馮先成單片機(jī)課程設(shè)計(jì)m武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007：89，1457 黃璟智能排隊(duì)管理系統(tǒng)d南京：南京理工大學(xué)，2007：18-228 田景文，高美娟等80c552單片機(jī)與tpup-a系列微型打印機(jī)的接口及應(yīng)用j石油儀器，1999，13（4）：35-399 王幸之，鐘愛(ài)琴，王雷等at89系列單片機(jī)原理與

39、接口技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004：72-9010 樊昌信，曹麗娜通信原理m北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007：63-6911 李朝青單片機(jī)原理及接口技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005：39-4012 王建校，楊建國(guó)等51系列單片機(jī)及c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)m北京：科學(xué)出版社，2002： 88-9813 張培仁，孫占輝，張村峰等基于c語(yǔ)言編程mc-51單片機(jī)原理與應(yīng)用m北京：清 華大學(xué)出版社，2003：45-5614 戴冬雪，南立軍isd4003在錄放音電路中的應(yīng)用及其軟件設(shè)計(jì)j電子技術(shù)，2002，（01）：40-4115 周航慈單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)m北京：北京航空航天大學(xué)出版社，

40、2003：101-103致 謝首先感謝我的導(dǎo)師高海老師。從論文選題、開(kāi)題，到中期寫(xiě)作，至最后成稿，都是在高老師的悉心指導(dǎo)下完成的。高老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)、淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和親切的教學(xué)方法，使我受益匪淺。在此謹(jǐn)向高老師表示深深的敬意和衷心的感謝！其次感謝所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)！最后感謝我的父母！感謝他們多年來(lái)給予我的關(guān)心、鼓勵(lì)和支持!附 錄a圖a 系統(tǒng)總電路圖附 錄b部分程序清單:* * 分診叫號(hào)系統(tǒng) * *主程序*int nlis=0; n lis=listen (n start, 10); 從地址0x1h開(kāi)始，共偵聽(tīng)10臺(tái)從機(jī) switch (n lis) case 0: 無(wú)數(shù)

41、據(jù) nf=0; break; case 1: 發(fā)送 send (); nf=1; break; case 2: 接收 get(); 接收 resend(); 轉(zhuǎn)發(fā) break; show result(); 顯示子程序 n start= (nstart+2) /0x80 ; 地址+2，但要防止溢出 if (nf=1) send data (n start); 發(fā)送數(shù)據(jù)到從機(jī)n+1(即地址+2) play sound (); 播放聲音 if (exit ()break; 如果管理員要求退出程序，則退出 *打印子程序*prsub1: movx a, dptp; 查詢(xún)打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)jb acc

42、.7, prsub1; mov a, r1; r1在主程序中被賦予打印指令代碼movx dptr, a; 送打印機(jī)命令、數(shù)據(jù)后啟動(dòng)retprsub2： movx a, dptp; 片外讀取，產(chǎn)生rd信號(hào)jb acc.7, prsub2; 查詢(xún)打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)lp: mov a，r4; r4存放字符串表的表首偏移量movc a，a+pc; 查表取打印數(shù)據(jù)movx dptr，a; 數(shù)據(jù)送打印機(jī)lpi: movx a，dptr; 查詢(xún)數(shù)據(jù)是否打印完jb acc.7，lpiinc r4mov a，r4; 打完，指向下一個(gè)數(shù)據(jù)xrl a，r3; 存放字符串表尾偏移量加1的數(shù)據(jù)jnz lpretprsub3: movx a，dptr; 查詢(xún)打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)jb acc.7，prsub3mov a，roanl a，#ofoh; 高四位變asciiswap aadd a，#3ohmovx dptr，alp2: movx a，dptr; 查詢(xún)打印機(jī)是否處于忙狀態(tài)jb acc.7，lpzmov a，roanl a，#ofohswap aadd a，#3oh; 低四位變asciimovx dptr，ainc rore