基于51单片机排队叫号系统设计讲解文档格式.docx
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本系统由按键输入系统、单片机系统、屏幕显示系统及叫号提示音系统组成，系统分为两个部分：
抽号部分和叫号部分，其控制核心为AT89C51单片机，选用此单片机编程简单，开发工具便于使用，能很好地满足排队叫号的控制数据处理。
抽号部分和叫号部分采用一块LCD液晶显示器，这样显示数据直观，便于顾客理解，抽号部分输入只需使用一个抽号键即可，便于客户操作，叫号部分包括两个叫号键，系统采用自动清零，无需人工操作。
2.2方案论证
1.控制器
控制器的选择是确定整个系统硬件方案的关键，它关系到其它几个部分方案的确定，对于排队叫号系统，控制器的可选方案有以下两种：
（1）采用单片机。
单片机采用半导体工艺，使其具有很多显著的优点和特点，因而能在各个领域都得到迅猛的发展，它主要有如下特点：
1有优异的性能价格比。
2集成度甚高，体积小，有很高的可靠性，可以在恶劣环境下工作。
3控制能力强。
4低功耗，低电压，便与生产便携式产品。
5扩展容易。
（2）采用PLC。
PLC是一种专门为在工业环境下的应用而设计的专用计算机。
其特点是抗干扰能力强，具有很高的可靠性高；
各种接口配套齐全，功能完善，适用性强。
采用PLC构成的控制系统的工作量小，维护方便，适合于野外使用，但价格昂贵[21]。
排队叫号系统作为一种生活中常用的小型系统，本身价值不高，更要求控制系统具有较好的性价比，经上述分析比较，确定采用单片机作为控制器。
2.输入通道
输入通道为按键。
按键有独立式按键和行列式按键两种，因为所需按键数少，故确定使用独立式按键。
3.控制输出通道
排队叫号系统的执行机构是1602显示器和蜂鸣器使得系统输出简单明了。
2.3总体方案
系统的组成如图2.3。
设备上电后，显示器屏亮，无信息显示。
当客户按键后，没按一下，队伍加一，显示器显示客户队伍号：
排满20位后，再按取号键，屏幕显示“队伍满”。
当客服叫号时，队伍减1，程序进行信息处理，在屏幕上显示“几号客户到几号窗口”，同时进行声音提示;
当队伍空时，显示“队伍空”，显示器屏幕清空，储存队伍号码归零处理。
图2.3总体方案框图
3硬件电路设计
3.1单片机及外围电路
微控制器采用AT89C51。
AT89C51是美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列单片机完全兼容的高性能CMOS8位单片机，MCS-51系列单片机以其推出时间早、配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。
AT89C51的内部资源主要包括：
·
与MCS--51系列完全兼容的高性能8位CPU；
8K字节可重复编程的Flash存储器；
256字节的SRAM；
4个8位的并行口，共32条I/O口线；
3个16位的定时器/计数器；
6个中断源，2个中断优先级的中断系统；
一个全双工的串行口；
内部振荡器。
AT89C51的外围电路主要包括时钟电路、复位电路、存储器扩展电路等，为了提高系统的可靠性，应设计看门狗（Watch-dogTimer）电路。
如图3.1所示。
图3.1单片机外围电路
3.2显示电路
多数的应用系统,都要配输出外设,LED显示器和LCD显示器,为了达到显示目的,我们选用了LCD1602显示器。
在显示方面，我们选用LCD显示。
背光亮度可调，可显示两行，每行16字符，不能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，并行接口编程容易，但是占用的I/O口线比较多，
引脚功能介绍如下：
VSS（引脚1）：
电源地。
VDD（引脚2）：
电源正。
VO（引脚3）：
对比度调节端
RS（引脚4）：
数据/命令选择端（H/L）
R/W（引脚5）：
读写选择端（H/L）
E（引脚6）：
使能信号
D0~D7（引脚7~14）数据口
BLA（引脚15）背光电源正
BLK（引脚16）背光电源负
1602显示屏连接单片机的P0口，电路连接图如下
图3.3
3.3按键电路
按键控制电路中，单片机的P1口分别连接3个按键式开关，P3.0顾客排号按键；
P3.1窗口一叫号按键；
P3.2窗口二叫号按键。
按键电路图如下图3.3
图3.3
3.4蜂鸣器电路
蜂鸣器的正极的一段连接到5V电源上面，另一端连接到三级管的集电极，三极管的基极有单片机的P1.5管脚来控制，当P1.5管脚为低时，输出高电平，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，放出声音。
用户可以通过程序控制P1.5管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。
电路如下图
4系统软件设计
4.1主程序设计
主程序见附录B
图4.1主程序流程图
4.2子程序液晶LCD1602显示处理程序
液晶LCD1602显示处理程序
/***************************************
LCD1602*显示屏命令写入函数*
****************************************/
voidLCD_write_com（ucharcom）
{
e=0;
rs=0;
rw=0;
P0=com;
delay（1000）;
e=1;
delay（1000）;
}
/*****************************************
LCD1602*显示屏数据写入函数*
*****************************************/
voidLCD_write_data（uchardat）
rs=1;
P0=dat;
}
LCD1602*显示屏数据写入数据*
voidLCD_clear（void）
LCD_write_com（0x01）;
LCD1602显示屏初始化函数
voidLCD_init（void）
LCD_write_com（0x38）;
/*显示模式设置*/
delay（100）;
LCD_write_com（0x38）;
LCD_write_com（0x08）;
/*显示关闭*/
/*显示清屏*/
LCD_write_com（0x06）;
/*显示光标移动设置*/
LCD_write_com（0x0C）;
/*显示开及光标设置*/
}
程序具体流程图如图
这几个是1602显示的必备程序，设置好1602后，只需通知写指令和写数据的程序处理，能够把需要显示的内容显示出来，是比较简单的显示设备。
4.3子程序按键检测程序
/*获取键值函数*/
uintsweep_key（）
uintjianzhi;
if（key1==0）
{delay（1000）;
if（key1==0）
jianzhi=1;
RankFlag=1;
if（key2==0||key3==0）
if（key2==0）
jianzhi=2;
if（key3==0）
jianzhi=3;
ClearNumFlag=1;
return（jianzhi）;
本设计只有两个叫号窗口，相对来说比较简单，通过按键检测程序来分辨是哪个按键按下了。
窗口依据实际需要可以增加，程序有很大的扩展性。
5系统调试与总结
5.1调试
屏幕出将程序下载到单片机中调试成功。
按下客户端取号按键现号码如上图。
按下服务叫号键出现提示如下图
5.2总结
此系统采用LCD1602显示，做起来比较简单，其中只设立了两个处理窗口，虽然较少，不过可以根据需要自行增加，具有较好扩展功能。
设计采用声音提示，由于能力有限，不会编写音乐程序，就用了最简单的蜂鸣器声音。
从此次设计中，我学到很多，对没用掌握的知识有了一定的理解。
参考文献
[1]单片机微型计算机原理、应用、及接口技术（第二版）。
张迎新等编著。
国防科技大学出版社出版。
[2]单片机在服务叫号管理系统中的应用。
唐海波于宏图李继平。
《微型机与应用》。
[3]MCS-51单片机应用设计。
张毅刚。
哈尔滨工业大学出版社。
[4]MCS—51单片机原理与应用（C语言版）。
机械工业出版社。
[5]一种基于单片机的排队叫号系统设计。
欧志刚。
计算机光盘软件与应用。
附录A：
系统原理图
附录B
程序
#include<
reg51.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitrs=P2^6;
sbitrw=P2^5;
sbite=P2^7;
sbitkey1=P1^0;
sbitkey2=P1^1;
sbitkey3=P1^2;
sbitsounder=P1^5;
ucharprompt1[]="
YourNo.is00!
"
;
ucharprompt2[]="
No.00GoToWin.0"
ucharprompt3[]="
Queueisfull"
ucharprompt4[]="
Queueisempty!
uintnum_count=0;
//排队叫的号码
uintrank_number[20]={0};
//排队叫号存储的数组
uintnum=0;
//窗口消的号码
intRankFlag=0;
//叫号的标志
intClearNumFlag=0;
//消号的标志
uintLengthFlag=0;
//队列长度叫一次号时+1，消一次号时-1
/*延时函数*/
voiddelay（uintn）
while（n--）;
LCD1602*显示屏命令写入函数*
{
e=0;
P0=com;
LCD1602*显示屏清空显示*
LCD_write_com（0x06）;
LCD_write_com（0x0C）;
/*简单的蜂鸣器提示音*/
voidsound（）
{uinta;
for（a=0;
a<
500;
a++）
sounder=0;
delay（61）;
sounder=1;
/*获取键值函数*/
jianzhi=1;
jianzhi=2;
ClearNumFlag=1;
叫号机按一次一号键变量+1，最大为20
voidQueueNumProcess（）
if（RankFlag==1）//判断叫号标志是否有效
if（LengthFlag<
20）
num_count++;
rank_number[LengthFlag]=num_count;
LengthFlag++;
窗口消号处理函数
voidClearNumProcess（）
uinti;
if（ClearNumFlag==1）//判断消号标志是否有效
num=rank_number[0];
//把消的号赋给全局变量num
for（i=0;
i<
19;
i++）//让数组整体左移一个存储单元，即把消得号删除
rank_number[i]=rank_number[i+1];
LengthFlag--;
检测到按键后，检测函数处理及LCD显示处理
voidCheckButtonProcess（uintm）
uintjz,i;
jz=m;
if（（jz==1）&
&
（RankFlag==1））
//当队列人数达到20时，提示
//Queueisfull
if（LengthFlag>
=20）
LCD_clear（）;
LCD_write_com（0x80+0x02）;
16;
i++）
LCD_write_data（prompt3[i]）;
else
QueueNumProcess（）;
prompt1[11]=（num_count）/10+'
0'
prompt1[12]=（num_count）%10+'
LCD_write_com（0x80+02）;
15;
{
LCD_write_data（prompt1[i]）;
//"
RankFlag=0;
if（（jz==2||jz==3）&
ClearNumFlag==1）
if（LengthFlag==0）
LCD_write_com（0x80+0）;
LCD_write_data（prompt4[i]）;
//"
Queueisempty"
delay（65535）;
//无人排队时屏幕自动清屏，计数归零
num_count=0;
ClearNumProcess（）;
//消号处理，营业员操作
sound（）;
prompt2[3]=num/10+'
prompt2[4]=num%10+'
prompt2[15]=（jz-1）+'
LCD_write_data（prompt2[i]）;
No.00cometoNo.0"
ClearNumFlag=0;
main函数
voidmain（）
uintKvalue;
LCD_init（）;
while
（1）
Kvalue=sweep_key（）;
//获取键值
if（RankFlag==1||ClearNumFlag==1）//判断叫号标志和消号标志是否有效
CheckButtonProcess（Kvalue）;
delay（200）;
//使叫号标志无效
//使消号标志无效
Kvalue=0;
//键值清0
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