基于單片機(jī)的排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章緒論近年來，隨著科學(xué)的發(fā)展和人們消費(fèi)水平的提高，社會(huì)各界尤其是在辦公商務(wù)服務(wù)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的生活越來越大。越來越多的企業(yè)將營業(yè)廳服務(wù)質(zhì)量作為企業(yè)形象的一個(gè)重要指標(biāo)，這種做法得到了客戶的認(rèn)可。經(jīng)濟(jì)增加肯定會(huì)增加企業(yè)的辦事質(zhì)量,營業(yè)廳的排隊(duì)問題也更加明顯。根據(jù)調(diào)查顯示，客戶服務(wù)，高峰，有時(shí)需要等待幾個(gè)小時(shí)，這似乎已經(jīng)成為司空見慣的現(xiàn)象，這將影響消費(fèi)者的情緒。對(duì)于營業(yè)廳的服務(wù)質(zhì)量低下，越來越多的客戶感到不滿意，因此排隊(duì)擁擠帶來的疲勞、煩感問題成為人們需要考慮的問題，營造更加高效、人性化服務(wù)環(huán)境已成為當(dāng)前急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)是利用電腦的科學(xué)管理客戶排隊(duì)的系統(tǒng)，為銀行、通訊、稅務(wù)、工商、政府機(jī)構(gòu)等部門的大廳工作設(shè)計(jì)而成的，完美地解決了客戶在辦理業(yè)務(wù)時(shí)所遇到的各種排隊(duì)、擁擠和混亂現(xiàn)象，為客戶辦理業(yè)務(wù)帶來莫大的便利。本課題探索的是研制一款無人排隊(duì)的排隊(duì)叫號(hào)機(jī)，它主要由主控制器、鍵盤、數(shù)碼管顯示電路、蜂鳴器電路等部分組成。

系統(tǒng)使用中央處理器進(jìn)行控制，通過按鍵取號(hào)，在數(shù)碼管上顯示排隊(duì)的號(hào)碼，通過按鍵叫號(hào)，在數(shù)碼管上顯示叫到的號(hào)碼，由揚(yáng)聲器發(fā)出聲音提示客戶。本系統(tǒng)采用單片機(jī)STC89C52進(jìn)行控制，利用數(shù)碼管顯示信息，蜂鳴器發(fā)聲進(jìn)行提示方式，模擬排隊(duì)管理系統(tǒng)，科學(xué)地處理各種排隊(duì)情況。操縱靈活，控制簡(jiǎn)單，制作成本較低，性價(jià)比較高。排隊(duì)技術(shù)目前已集成音樂，語音合成，呼叫，呼叫終端等多種功能，號(hào)碼發(fā)放也由取號(hào)機(jī)自動(dòng)打印到觸摸屏查詢?nèi)√?hào)、按鍵取號(hào)、特殊識(shí)別取號(hào)等等。目前國內(nèi)外的排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于金融、醫(yī)院、電信以及各級(jí)政府對(duì)外服務(wù)窗口等行業(yè)，已經(jīng)非常的成熟,免除了不舒服的站立式排隊(duì)，現(xiàn)代的高科技產(chǎn)品，徹底解決了銀行，醫(yī)院和其他服務(wù)企業(yè)站隊(duì)等待，服務(wù)障礙問題，深化和提高服務(wù)質(zhì)量。

第2章系統(tǒng)分析及原理介紹2.1系統(tǒng)的基本功能和工作原理2.1.1基本功能本系統(tǒng)主要利用STC89C52單片機(jī)和液晶1602顯示，采用開關(guān)來對(duì)液晶和蜂鳴器加以控制以完成一個(gè)排隊(duì)和叫號(hào)過程的系統(tǒng)?？蛻敉ㄟ^取號(hào)開關(guān)進(jìn)行取號(hào)操作，當(dāng)取號(hào)步驟完成后，系統(tǒng)會(huì)記錄客戶的隊(duì)伍號(hào)，并由窗口工作人員通知客戶，此時(shí)窗口工作人員點(diǎn)擊窗口按鈕，蜂鳴器發(fā)聲，提示客戶到窗口辦理業(yè)務(wù)2.1.2工作原理本系統(tǒng)采用單片機(jī)STC89C52和我們用1602液晶顯示器，由延遲和簡(jiǎn)單的C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)周期寫。以單片機(jī)STC89C52為核心，通過編程控制1602液晶顯示信息和蜂鳴器發(fā)聲提示。串行通信原理的應(yīng)用，使1602液晶顯示，完成取號(hào)、叫號(hào)功能。2.2排隊(duì)系統(tǒng)工作流程排隊(duì)系統(tǒng)基本工作流程十分簡(jiǎn)單，客戶到達(dá)服務(wù)大廳后，先到取號(hào)端上按鍵取號(hào)，得到自己的服務(wù)票號(hào)后，到相應(yīng)的休息位置等待工作人員，同時(shí)關(guān)注相關(guān)顯示屏信息和蜂鳴器提醒，當(dāng)被叫到自己的票號(hào)時(shí)，根據(jù)語音提示和顯示屏幕的顯示信息到相應(yīng)窗口辦理業(yè)務(wù)工作人員在指定窗口，可以看到叫號(hào)終端上顯示的等待人數(shù)，開始為客戶服務(wù)時(shí)按下開關(guān)鍵開始工作，每服務(wù)完一個(gè)客戶后就可以按開關(guān)鍵呼叫下一位顧客，當(dāng)所呼叫的客戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不到就可以跳過此客戶，按開關(guān)呼叫下一位客戶。2.3系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)2.3.1硬件概要設(shè)計(jì)智能排隊(duì)的排隊(duì)系統(tǒng)，其具體要求和的全功能仿真，通過取號(hào)，排隊(duì)，服務(wù)基站代替人群排隊(duì)的過程，。根據(jù)客戶按下的按鈕，機(jī)器自動(dòng)排號(hào)顯示編號(hào)，并在液晶顯示器上面顯示。客戶可以在休息室休息或做別的選擇，當(dāng)一個(gè)窗口顯示客戶的編碼時(shí)，蜂鳴器會(huì)在同一時(shí)間的發(fā)出聲音，用以提醒客戶接受服務(wù)。各窗口工作人員按下開關(guān)，可以接受當(dāng)前一位客戶并為其服務(wù)，此次服務(wù)結(jié)束后工作人員按鈕呼叫下一位客戶，液晶顯示號(hào)碼自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)。上述情況，我們用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)綜合性的管理和控制，蜂鳴器模塊，主要模塊，顯示模塊集成在主機(jī)。這些設(shè)備是相互獨(dú)立的，由STC89C52單片機(jī)控制，通過按鍵傳送數(shù)據(jù)到單片機(jī)，操作簡(jiǎn)單，并且有蜂鳴器與窗口顯示器提示相對(duì)應(yīng)。用STC89C52芯片，獨(dú)立的關(guān)鍵站（客戶），獨(dú)立的鍵（代表四個(gè)窗口店員控制端），無源蜂鳴器（播放蜂鳴聲的作用），1602液晶顯示的信息和相應(yīng)的外圍電路。2.3.2軟件概要設(shè)計(jì)本文排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)使用Keil進(jìn)行調(diào)試，Protues進(jìn)行仿真。Keil把用戶的每個(gè)工程都當(dāng)作一個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)打開一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，所有相關(guān)聯(lián)的程序也進(jìn)入了調(diào)試窗口。即使是只有一個(gè)源程序，沒有工程也不能進(jìn)行編譯、鏈接和仿真?？蛻舳送ㄟ^按鍵完成取號(hào)，數(shù)碼管顯示排隊(duì)、等待人數(shù)情況；主機(jī)通過按鍵完成叫號(hào)，數(shù)碼管顯示叫到的號(hào)碼，并通過蜂鳴器發(fā)聲提示；客戶端和主機(jī)通過串行通信方式完成排隊(duì)取號(hào)功能。(1)信息處理部分客戶通過取號(hào)按鍵完成取號(hào)過程，然后單片機(jī)通過處理將取號(hào)信息發(fā)送到打印機(jī)部分進(jìn)行排隊(duì)號(hào)碼的打印。(2)主系統(tǒng)信息處理主系統(tǒng)由單片機(jī)負(fù)責(zé)完成對(duì)整個(gè)叫號(hào)機(jī)排隊(duì)系統(tǒng)的運(yùn)作，首先STC89C52接收來自取號(hào)機(jī)的取號(hào)數(shù)據(jù)，處理之后將信息反饋給取號(hào)機(jī)，并將數(shù)據(jù)保存，當(dāng)窗口有提示服務(wù)信息的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)將排隊(duì)的序號(hào)信息發(fā)送到窗口，并且將信息及時(shí)的發(fā)送到大廳液晶屏幕顯示及蜂鳴器。及時(shí)的通知客戶辦理業(yè)務(wù)。(3)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一位顧客開始窗口叫號(hào)時(shí)，工作人員通過按鍵將信息輸入到單片機(jī)，經(jīng)處理過后，將客戶排隊(duì)的號(hào)碼發(fā)送到窗口端，此時(shí)窗口端的液晶顯示器即可顯示客戶的號(hào)碼，客戶就可以根據(jù)提示來到相應(yīng)的窗口進(jìn)行業(yè)務(wù)服務(wù)。(4)語音系統(tǒng)設(shè)計(jì)此模塊采用無源蜂鳴器發(fā)聲，通過單片機(jī)向P15端口低電平，經(jīng)過三極管的放大電路放大，使蜂鳴器的發(fā)聲提示。(5)液晶顯示部分液晶顯示部分采用的是LCD1602液晶，此液晶顯示器可以顯示漢字，字母和數(shù)字，當(dāng)有呼叫信息時(shí)，會(huì)將客戶信息將顯示在屏幕上，提示客戶接受人工服務(wù)。

第3章主要硬件參數(shù)3.1STC89C52RC單片機(jī)宏晶科技推出的STC89C52RC單片機(jī)是新一代高速低功耗超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，它的指令代碼完全適合傳統(tǒng)8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以隨意選擇。由于使用protues仿真時(shí)軟件中并沒有STC89C52RC單片機(jī)，由于STC89C52RC指令代碼完全適合傳統(tǒng)8051單片機(jī)，因此我們使用AT89C51代替STC89C52RC進(jìn)行仿真。在實(shí)物制作中仍使用STC89C52RC。3.1.1單片機(jī)的CPU結(jié)構(gòu)單片機(jī)的中央處理器是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，主要由運(yùn)算器和控制器兩個(gè)部分組成。（1）運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件，可以完成各種算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算，并可以進(jìn)行位運(yùn)算。算術(shù)邏輯部件是運(yùn)算器的核心，此外，運(yùn)算器中還有暫存器1、暫存器2、累加器、程序狀態(tài)字、寄存器B、ALU、和布爾處理器。運(yùn)算的結(jié)果將影響程序狀態(tài)中的標(biāo)。布爾處理器是單片機(jī)的一個(gè)重要組成部分，有自己的位累加器Cy和相應(yīng)的指令系統(tǒng)及位尋址區(qū)和I/O空間。布爾處理器在位測(cè)試，外設(shè)的控制及復(fù)雜組合邏輯電路的求解方面提供了方便的方法。（2）控制器是單片機(jī)的指揮控制部件，它主要包括程序計(jì)數(shù)器，指令寄存器，指令譯碼器，數(shù)據(jù)指針寄存器，堆棧指針，緩沖器及定時(shí)控制電路等。它的主要任務(wù)是對(duì)指令進(jìn)行譯碼，通過定時(shí)和控制電路發(fā)出各種控制信號(hào)，使各部件協(xié)調(diào)工作，完成指令所需的操作。3.1.2STC89C52RC引腳功能說明1電源引腳（2根）（1）VCC（引腳40）：電源電壓（2）VSS（引腳20）：接地2時(shí)鐘電路引腳（2根）（1）XTAL1（引腳19）：接外部振蕩晶體和微調(diào)電容的一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端，在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳接地。（2）XTAL2（引腳18）：來自片內(nèi)反向振蕩器的輸出。若采需用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。單片機(jī)正常工作時(shí)，該引腳應(yīng)有脈沖信號(hào)輸出。3控制引腳（4根）（1）ALE/EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(___________),PROG)（引腳30）：地址鎖存控制信號(hào)/編程脈沖輸入端當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳輸出的信號(hào)作為鎖存低8位地址的控制信號(hào)。在編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的六分之一，因此它可用作對(duì)外部輸出脈沖或用于定時(shí)目的。（2）EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(__________),PSRN)（引腳29）：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。在外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(__________),PSEN)信號(hào)有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(__________),PSEN)將不出現(xiàn)。（3）EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(_____),EA)/VPP（引腳31）：外部程序存儲(chǔ)器地址輸入端/編程電壓輸入端。當(dāng)EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(_____),EA)保持低電平時(shí)，只訪問片外程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(_____),EA)端保持高電平時(shí)，只訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，而超過4KB地址則自動(dòng)轉(zhuǎn)到片外存儲(chǔ)器1000H讀取指令。8031單片機(jī)片內(nèi)無ROM，所以該引腳接地。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在編程寫入期間，此引腳也用于施加12V編程電壓。（4）RESET/TPD（引腳9）：復(fù)位/備用電源輸入引腳該引腳上輸入24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。VCC掉電期間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。4輸入/輸出引腳（1）P0.0～P0.7（引腳39～引腳32）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O口P0口可作為通用雙向I/O口。在外接數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器時(shí)，可作為低8位地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用引腳。（2）P1.0～P1.7（引腳1～引腳8）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O口P1口可用作通用雙向I/O（3）P2.0～P2.7（引腳21～引腳28）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O口P2口可用作通用雙向I/O口。在外接數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器時(shí)，可作為高8位地址輸出引腳。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接受高8位地址信號(hào)和控制信號(hào)。（4）P4.0～P4.7（引腳10～引腳17）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O口P3口除了作為通用I/O口使用以外，每一個(gè)引腳都可以復(fù)用。STC89C52引腳圖如圖3.1所示：圖3.1STC89C52引腳圖3.1.3單片機(jī)的存儲(chǔ)器單片機(jī)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相互獨(dú)立，在物理結(jié)構(gòu)上有四個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O接口采用統(tǒng)一編址方式。由于仿真所使用的芯片是AT89C51，所以我們介紹單片機(jī)的存儲(chǔ)器以AT89C51為例。1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)空間，51單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間大小為64KB，地址空間為0000H～0FFFH，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128個(gè)字節(jié)，地址空間為00H～7FH。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在00H～7FH范圍內(nèi)地址會(huì)出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，單片機(jī)通過不同的指令格式加以區(qū)分，訪問片內(nèi)RAM可采用多種尋址方式。若采用間接尋址方式，間接尋址寄存器只能R0或R1。2內(nèi)部RAM內(nèi)部RAM共128個(gè)單元，可分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。（1）工作寄存器區(qū)（00H～1FH）:該區(qū)的32個(gè)單元被均勻的分為四組，每組包含八個(gè)8位寄存器，均以R0～R7來命名，常稱這些寄存器為通用寄存器。CPU當(dāng)前由程序狀態(tài)字PSW中的D3和D4位來選擇的。通過修改PSW中的RS0和RS1兩位，就可以選擇任一組工作寄存器，這有利于提高CPU的效率和響應(yīng)中斷的速度。（2）位尋址區(qū)（20H～2FH）：片內(nèi)RAM的20H～2FH單位為位尋址區(qū)，它們既可作為一般單元用字節(jié)尋址，也可以對(duì)其中某位進(jìn)行尋址。位尋址區(qū)共有16個(gè)字節(jié)，128位，位地址為00H～7FH。（3）堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（30H～7FH）：該區(qū)的地址范圍為30H～7FH，用于存放用戶的數(shù)據(jù)，對(duì)這部分區(qū)域的使用不作任何規(guī)定和限制，堆棧一般開辟在這個(gè)區(qū)域。3特殊功能寄存器51單片機(jī)把CPU中的專用寄存器，I/O鎖存器，中斷、串行口與定時(shí)/計(jì)數(shù)器內(nèi)的各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器都作為特殊功能寄存器，它們離散地分布在地址為80H～FFH的范圍內(nèi)，該范圍稱為特殊功能寄存區(qū)。51單片機(jī)有21個(gè)特殊功能寄存器，它們只能通過直接尋址的方式進(jìn)行訪問，書寫時(shí)既可用寄存器符號(hào)，也可用寄存器單元地址。4程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器用于存放表格常數(shù)和程序，8051單片機(jī)內(nèi)部有4KBROM，片外可擴(kuò)展64KB的ROM，二者統(tǒng)一編址。如果EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(————),EA)引腳接VCC（+5V），則程序計(jì)數(shù)器PC的值在0～0FFFH（即前4KB）之間時(shí)，CPU將從片內(nèi)ROM這取指令，而當(dāng)PC的值大于0FFFH時(shí)，則轉(zhuǎn)入外部ROM中取指令；如果EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(———),EA)引腳接地時(shí)，則內(nèi)部ROM區(qū)間被忽略，所有的取指令操作將在片外ROM中進(jìn)行。片外ROM和片外RAM的地址出現(xiàn)了重疊，要訪問ROM這的常數(shù)，可使用MOVC指令，該指令在執(zhí)行時(shí)將使EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(——————),PSEN)信號(hào)失效；而訪問片外RAM，使用的是MOVX指令，該指令執(zhí)行時(shí)將使EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(———),RD)和EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(————),WR)信號(hào)失效。程序存儲(chǔ)器中某些單元保留給系統(tǒng)使用，用來存放引導(dǎo)程序和各個(gè)中斷源的入口地址，每個(gè)中斷源之間只有8個(gè)存儲(chǔ)單元空間，8個(gè)單元通常不能存下一個(gè)完整的中斷服務(wù)程序，因此往往需要在中斷入口地址這存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計(jì)的中斷服務(wù)程序的入口地址。3.1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)是能使單片機(jī)工作的最少器件構(gòu)成的系統(tǒng)。對(duì)于AT89C51單片機(jī)，由于其內(nèi)部有4KB可在線編程的Flash存儲(chǔ)器，用它組成最小系統(tǒng)時(shí)，不需機(jī)外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，只要有電源，復(fù)位電路和時(shí)鐘電路即可，因此，由AT89C51單片機(jī)組成的最小系統(tǒng)如圖3.2所示：圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2液晶顯示器LCD液晶顯示器的主要材料是液態(tài)晶體。它本身不發(fā)光，靠液晶態(tài)物質(zhì)的液晶分子排列狀態(tài)在電場(chǎng)中的改變而調(diào)節(jié)外界光而被動(dòng)顯示。被動(dòng)型顯示適用于人眼視覺，不易引起疲勞，被動(dòng)型顯示還不怕光沖刷。所謂光沖刷是指環(huán)境光改變較亮?xí)r，顯示的信息被沖淡，從而使顯示不清晰。而被動(dòng)型顯示，由于它是靠反射外部光達(dá)到目的的，所以外部光越強(qiáng)，反射光也越強(qiáng)，顯示的內(nèi)容也越清晰。LCD主要用于低壓微功耗的便攜式儀表，如通信器材。計(jì)算器。電子手表等，另外電視機(jī)，計(jì)算機(jī)的用量也很大。3.2.1液晶顯示器的原理及分類LCD之所以能發(fā)光顯示信息，是因?yàn)樗梢酝ㄟ^特定的驅(qū)動(dòng)方式來調(diào)節(jié)光源亮度。夾在導(dǎo)電玻璃電極間的液晶進(jìn)過加工，內(nèi)部分子呈90°扭曲；若一個(gè)平面上的分子呈南北方向排列，則另一個(gè)平面上的分子呈東西方向排列，位于兩個(gè)平面內(nèi)的分子被迫進(jìn)入一種90°的扭曲狀態(tài)。由于光線順著分子方向傳播，所以光線進(jìn)過液晶也被扭轉(zhuǎn)90°。當(dāng)液晶加上電壓時(shí)，分子便會(huì)重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。自然光線是發(fā)散的，因此利用偏光片形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。如果兩張光片的線正好垂直，就能完全阻斷那些已近極化的光線。液晶的顯示是由于在顯示像素上施加了電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)由顯示像素前后兩電極上的電位信號(hào)合成產(chǎn)生。在顯示像素上建立直流電場(chǎng)是非常容易的，但過強(qiáng)的直流電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致液晶材料的化學(xué)反應(yīng)以及電極老化，迅速降低液晶使用壽命，因此必須建立交流驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)。用于驅(qū)動(dòng)的交流電場(chǎng)其直流成分量越小越好，通常要求小于50mV。在實(shí)際應(yīng)用中，由于采用了數(shù)字電路驅(qū)動(dòng)，所以這種交流電場(chǎng)是通過脈沖電壓信號(hào)來建立的。顯示像素上交流電場(chǎng)的強(qiáng)弱可由交流電壓的有效值表示：當(dāng)有效值大于液晶電壓的閥值電壓時(shí)，像素處于顯示狀態(tài)；當(dāng)有效值小于液晶的閥值電壓時(shí)，像素不產(chǎn)生光電效應(yīng)；當(dāng)有效值在液晶的閥值電壓附近時(shí)，液晶將呈現(xiàn)較弱的光電效應(yīng)，這樣會(huì)影響液晶顯示的對(duì)比度。液晶顯示驅(qū)動(dòng)通過調(diào)節(jié)施加在液晶顯示器件電極上的電位信號(hào)的相位、峰值、頻率等，建立驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)液晶顯示器件的顯示效果。液晶顯示驅(qū)動(dòng)的方式有很多種，常用的驅(qū)動(dòng)方法有靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。3.2.2LCD1602液晶1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形，1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：GND為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。LCD1602引腳圖如圖4.2所示：圖4.2LCD1602引腳圖3.2.31602液晶模塊的讀寫操作1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示F:低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。

第4章系統(tǒng)流程圖本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求完成得系統(tǒng)，其具體功能可以完全模擬人群在實(shí)際生活中的排隊(duì)過程。取號(hào)、排隊(duì)、叫號(hào)等功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)代替人進(jìn)行排隊(duì)的過程?？梢栽诜?wù)大廳放置一臺(tái)取號(hào)機(jī)，客戶若想獲得服務(wù)可以按“取號(hào)”按鈕，單片機(jī)接收到輸入的信息后，會(huì)在排隊(duì)的人數(shù)上面加1，并將最終的號(hào)碼通知客戶，客戶拿到號(hào)碼到等候室等候呼叫自己的號(hào)碼。在這個(gè)過程中取票機(jī)會(huì)將客戶剛剛拿到的號(hào)碼發(fā)送到系統(tǒng)，工作人員看見后并作出應(yīng)答，通過窗口按鍵通知客戶到所在窗口辦理業(yè)務(wù)，同時(shí)此號(hào)碼顯示在窗口顯示屏上顯示并用蜂鳴提示，整個(gè)服務(wù)完成后，取票機(jī)準(zhǔn)備下一次的取號(hào)，整個(gè)過程非常迅速。系統(tǒng)流程圖4.1：開始開始初始化客戶取號(hào)LCD顯示隊(duì)伍號(hào)碼窗口呼叫客戶LCD顯示信息，蜂鳴器發(fā)聲提示結(jié)束初始化客戶取號(hào)LCD顯示隊(duì)伍號(hào)碼窗口呼叫客戶LCD顯示信息，蜂鳴器發(fā)聲提示結(jié)束圖4.1系統(tǒng)流程圖

第5章系統(tǒng)電路及仿真結(jié)果5.1晶振電路STC89C52單片機(jī)的時(shí)鐘有兩種方式：一種是內(nèi)部振蕩方式，它是利用單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，這種方式單片機(jī)的時(shí)鐘引腳上接石英晶體和振蕩電容器；另外一種是外部振蕩方式，他是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)接入單片機(jī)。下面介紹這兩種方式。（1）內(nèi)部振蕩方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為XTAL1引腳，輸出端為XTAL2引腳，分別是單片機(jī)的19腳和18腳，其頻率范圍為f=0～12MHZ。（2）外部振蕩方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)的內(nèi)部工作時(shí)鐘也可以由外部振蕩器提供，這時(shí)，對(duì)HMOS型芯片，外部振蕩器信號(hào)接XTAL2，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸出端，而XTAL1引腳接地。對(duì)CHMOS型芯片，外部振蕩信號(hào)接XTAL1，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，而XTAL2引腳不用。對(duì)于本次課設(shè)，我們采用內(nèi)部振蕩方式，晶振電路圖如圖5.1所示：圖5.1晶振電路圖5.2開關(guān)電路開關(guān)電路如圖5.2所示，取號(hào)開關(guān)接單片機(jī)P1.0口，窗口1開關(guān)接P1.1口，窗口2開關(guān)接P1.2口。圖5.2開關(guān)電路5.3LCD1602電路要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，液晶顯示在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的標(biāo)志，低電平表示不忙，否則此指令失效。單片機(jī)P0.0到P0.7分別接液晶顯示器的D0到D7口,1602的RS口接單片機(jī)P2.6，RW接單片機(jī)P2.5，E接單片機(jī)的P2.7口。電路圖如圖5.3所示：圖5.3LCD電路圖5.4蜂鳴器電路三極管主要作用是起到放大功能，單片機(jī)的IO口驅(qū)動(dòng)能力不夠讓蜂鳴器發(fā)出聲音，所以我們通過三極管放大驅(qū)動(dòng)電流，從而可以讓蜂鳴器發(fā)出聲音。輸出低電平，三極管導(dǎo)通，電流通過蜂鳴器讓蜂鳴器發(fā)出聲音，當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管截止，沒有電流流過蜂鳴器，所以就不會(huì)發(fā)出聲音。蜂鳴器電路如圖5.4所示：圖5.4蜂鳴器電路圖

第6章仿真結(jié)果實(shí)驗(yàn)板通電后，液晶顯示器亮。當(dāng)客戶按取號(hào)鍵后，每按一下，隊(duì)伍加1，顯示器顯示客戶編碼；當(dāng)系統(tǒng)排滿20位后，再按取號(hào)鍵，屏幕就會(huì)顯示“Queueisfull!”此時(shí)達(dá)到取號(hào)上限。當(dāng)工作人員呼叫客戶時(shí)，按窗口按鈕，此時(shí)隊(duì)伍減1，程序進(jìn)行信息處理，液晶上顯示客戶的編號(hào)，同時(shí)蜂鳴器進(jìn)行聲音提示；當(dāng)所有的客戶都接受完服務(wù)時(shí)，隊(duì)伍沒有人，液晶顯示“Queueisempty!”，顯示器屏幕清空，儲(chǔ)存的隊(duì)伍號(hào)碼歸零處理。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用protues軟件進(jìn)行仿真，將keil軟件編譯生成的hex文件導(dǎo)入單片機(jī)中，點(diǎn)擊取號(hào)按鍵，液晶顯示如圖6.1所示圖6.1取號(hào)仿真結(jié)果當(dāng)取號(hào)步驟完成好，系統(tǒng)會(huì)記錄客戶的隊(duì)伍號(hào)，并由窗口工作人員通知客戶，此時(shí)窗口工作人員點(diǎn)擊窗口按鈕，蜂鳴器發(fā)聲，提示客戶到窗口辦理業(yè)務(wù)，仿真結(jié)果顯示如圖6.2所示圖6.2窗口仿真結(jié)果

第7章系統(tǒng)程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitrs=P2^6;sbitrw=P2^5;sbite=P2^7;sbitkey1=P1^0;sbitkey2=P1^1;sbitkey3=P1^2;sbitsounder=P1^5;uchars1[]="YourNo.is00!";uchars2[]="No.00GoToWin.0";uchars3[]="Queueisfull!";uchars4[]="Queueisempty!";uintnum1=0;//排隊(duì)叫的號(hào)碼uintrank[20]={0};//排隊(duì)叫號(hào)存儲(chǔ)的數(shù)組uintnum2=0;//窗口消的號(hào)碼intFlag=0;//叫號(hào)的標(biāo)志intClearFlag=0;//消號(hào)的標(biāo)志uintLength=0;//隊(duì)列長度叫一次號(hào)時(shí)+1，消一次號(hào)時(shí)-1/*延時(shí)函數(shù)*/voiddelay(uintn){while(n--);}/*****************************************LCD1602*顯示屏命令寫入函數(shù)******************************************/voidwrite_com(ucharcom){e=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay(1000);e=1;delay(1000);e=0;}/*****************************************LCD1602*顯示屏數(shù)據(jù)寫入函數(shù)******************************************/voidwrite_data(uchardate){e=0;rs=1;rw=0;P0=date;delay(1000);e=1;delay(1000);e=0;}/*****************************************LCD1602*顯示屏清空顯示******************************************/voidclear(void){write_com(0x01);delay(1000);}/*****************************************LCD1602顯示屏初始化函數(shù)*****************************************/voidinit(void){write_com(0x38);/*顯示模式設(shè)置*/delay(100);write_com(0x38);delay(100);write_com(0x38);delay(100);write_com(0x38);write_com(0x08);/*顯示關(guān)閉*/write_com(0x01);/*顯示清屏*/write_com(0x06);/*顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置*/delay(100);write_com(0x0C);/*顯示開及光標(biāo)設(shè)置*/}/*簡(jiǎn)單的蜂鳴器提示音*/voidsound(){uinta;for(a=0;a<500;a++){ sounder=0; delay(61); sounder=1;}}/*獲取鍵值函數(shù)*/uintkey(){uintjianzhi;if(key1==0){ delay(1000); if(key1==0) jianzhi=1; Flag=1;} if(key2==0||key3==0){delay(1000); if(key2==0) jianzhi=2; if(key3==0) jianzhi=3; ClearFlag=1;} return(jianzhi);}/*****************************************叫號(hào)機(jī)按一次一號(hào)鍵變量+1，最大為20*****************************************/voidQueueNum(){if(Flag==1)//判斷叫號(hào)標(biāo)志是否有效{if(Length<20){ num1++; rank[Length]=num1;}Length++;}}/*****************************************窗口消號(hào)處理函數(shù)*****************************************/voidClearNum(){uinti;if(ClearFlag==1)//判斷消號(hào)標(biāo)志是否有效{num2=rank[0];//把消的號(hào)賦給全局變量numfor(i=0;i<19;i++)//讓數(shù)組整體左移一個(gè)存儲(chǔ)單元，即把消得號(hào)刪除{ rank[i]=rank[i+1];}Length--;}}/*****************************************檢測(cè)到按鍵后，檢測(cè)函數(shù)處理及LCD顯示處理*****************************************/voidCheckButton(uintm)//m代表檢測(cè)到的鍵值{uintjz,i;jz=m;if((jz==1)&&(Flag==1)){ //當(dāng)隊(duì)列人數(shù)達(dá)到20時(shí)，提示 //Queueisfull if(Length>=20) { clear(); write_com(0x80+0x02);delay(100);for(i=0;i<16;i++){write_data(s3[i]); delay(100);} } else { QueueNum(); s1[11]=(num1)/10+'0'; s1[12]=(num1)%10+'0'; clear(); write_com(0x80+02);delay(100);for(i=0;i<15;i++){write_data(s1[i]);//"YourNo.is00!"; delay(100);}Flag=0; }}if((jz==2||jz==3)&&ClearFlag==1){ if(Length==0) { clear(); write_com(0x80+0);delay(1000);for(i=0;i<16;i++){write_data(s4[i]);//"Queueisempty"; delay(100);} delay(65535); //無人排隊(duì)時(shí)屏幕自動(dòng)清屏，計(jì)數(shù)歸零 clear(); num1=0; } else { ClearNum();//消號(hào)處理，營業(yè)員操作 sound(); s2[3]=num2/10+'0'; s2[4]=num2%10+'0'; s2[15]=(jz-1)+'0'; clear(); write_com(0x80+0);delay(100);for(i=0;i<16;i++){write_data(s2[i]);//"No.00cometoNo.0";delay(100);} ClearFlag=0; }}}/*****************************************main函數(shù)*****************************************/voidmain(){uinta;init();while(1){ a=key();//獲取鍵值 if(Flag==1||ClearFlag==1)//判斷叫號(hào)標(biāo)志和消號(hào)標(biāo)志是否有效 CheckButton(a); delay(200); Flag=0;//使叫號(hào)標(biāo)志無效 ClearFlag=0;//使消號(hào)標(biāo)志無效 a=0;//鍵值清0}}

第8章總結(jié)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加深了對(duì)單片機(jī)的理解，學(xué)單片機(jī)就是要多實(shí)踐，老師領(lǐng)我們進(jìn)入單片機(jī)世界，精通它就得靠我們自己，靈活運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)到自己的作品當(dāng)中。當(dāng)然在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中遇到過很多問題，我們可以在設(shè)計(jì)前可以先畫好程序流程圖，然后對(duì)應(yīng)各個(gè)模塊提出解決辦法，各個(gè)擊破。設(shè)計(jì)過程中，遇到的問題時(shí)可以再小組里面積極討論研究，這樣有助于加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提高自身水平。作為一個(gè)自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)是我們以后工作必需具備的能力。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)恰恰給我們提供了一個(gè)提高自身水平，完善知識(shí)的機(jī)會(huì)。從系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)，到仿真過程的實(shí)現(xiàn)，再到方案的確定，最后到調(diào)試電路、系統(tǒng)成型。整個(gè)設(shè)計(jì)過程都要求我們利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考延伸，要求我們把自己所學(xué)的知識(shí)形成一個(gè)體系。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)的知識(shí)的一次綜合考研。雖然過程很辛苦，但我們收獲更多的是充實(shí)，是完成項(xiàng)目之后的滿足感。設(shè)計(jì)中，正確的想法思路直接影響你的成果，只有你的設(shè)計(jì)方針是正確的，你才可以完成整個(gè)系統(tǒng)的仿真。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)前必須做好充分的準(zhǔn)備，查找詳細(xì)正確的資料，一步一步進(jìn)行下去。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有了更加深的認(rèn)識(shí)，在過程中，我學(xué)到了很多的東西，有一些前輩的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還有對(duì)知識(shí)更加熟練的掌握，具體了解了怎樣去完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從總體流程圖、硬件電路、軟件調(diào)試到編譯仿真。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到不管做任何事都要付出一定的努力，才會(huì)有大的收獲。同時(shí)也培養(yǎng)了我的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。熟練地掌握課本上的理論知識(shí)是做好本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的前提。只有這樣，我們才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行一定的分析和解決。當(dāng)然能完成本次設(shè)計(jì)，更離不開老師辛勤地指導(dǎo)，每當(dāng)我