基于单片机的银行排队系统毕业设计论文.docx
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基于单片机的银行排队系统毕业设计论文
毕业设计（论文）
课题名称基于单片机的银行排队系统的设计
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2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
摘要
随着中国的改革开放，在自由市场的交易中顾客的地位越来越高，不同的领域需要提供不同的服务，使消费者感觉到服务的安全和舒适已经成为商业竞争的重要手段。
服务窗口是邮政、餐饮、交通等领域公司的社会印象的重要支柱。
因此，排队管理系统的操作窗口是这个原因产生的，智能排队系统的使用，让客户变成排队等候业务取号排队，语音提示，有效的解决了餐饮等服务行业领域常见的顾客站立等待、服务混乱、人员冲突等问题，提高了服务的需求和增强了服务的水平。
此设计以STC89C52芯片为核心，该设计被划分成多个处理模块，主要有语音提示模块、取号模块、叫号模块、液晶显示模块等几个模块，当硬件系统和软件系统相组合将实现所需的功能问题。
其工作流程是：
排队人员按键取号，轮到本人时语音提示本人到哪个窗口办理业务，VIP有专门的VIP窗口，有VIP排队时VIP窗口VIP排队优先，无VIP时VIP窗口正常排队。
本文对世界上各国的研究成果和理论进行了粗略的阐述。
描述了银行排队系统的整体设计过程和原理。
给出了详细的电路图。
对系统的实物进行了调试并且给出了调试的结果。
总结了本次完成的任务，通过实践发现了设计进程中出现了的问题，并对设计的未来规划作了研究。
关键词：
排队系统；液晶显示；语音提示
Abstract
AsChina'sreformandopeningupandinthefreemarkettradingcustomerstatusmoreandmorehigh,differentareaswillneedtoprovidedifferentservices,makeconsumersfeelthesafetyandcomfortableservicehasbecomeanimportantmeansofcommercialcompetition.Isthepostalservicewindow,catering,trafficareassuchasanimportantpillarofsocialimpressionofthecompany.Queuingmanagementsystem,therefore,theoperationofthewindowisforthisreason,theuseofintelligentqueuingsystem,makecustomerbusinesstakethequeuewaitinginqueue,voiceprompt,effectivelysolvethefoodandbeverageserviceindustryfieldssuchascommoncustomersstandwaiting,serviceproblemssuchaschaos,staffconflict,improvetheservicedemandandenhanceservicelevel.
SoI'mgoingtodesignabankqueuingsystembasedonsinglechipmicrocomputer.ThisdesignSTC89C52chipasthecore,thedesignisdividedintomultipleprocessingmodule,voicemodule,takethemainmodule,snarlingmodule,liquidcrystaldisplaymoduleandsoonseveralmodules,whencombinedhardwaresystemandsoftwaresystemwillachievethedesiredfunction.Itsworkingprocessis:
linepersonneltakenumberkeys,whichIvoicepromptwhenIturntothewindowtohandlebusiness,VIPspecialVIPwindow,aVIPlineatVIPVIPpriorityqueuewindow,noVIPVIPwindowwhenthenormalline.
Inthispaper,theresearchresultsandtheoryofallcountriesintheworldareroughlydescribed.Describesthebankqueuingsystemofthewholedesignprocessandprinciple.Thedetailedcircuitdiagramisgiven.Onthesystemofphysicalcommissioninganddebuggingresultsaregiven.Summarizesthetaskstocomplete,throughpracticediscoveredtheproblemsappearedindesignprocess,andthedesignoftheplanninginthefuture.
Keywords:
queuingsystem;Liquidcrystaldisplay;Voiceprompt
1绪论
1.1课题背景
随着中国的改革开放，在自由市场的交易中顾客的地位越来越高，不同的领域需要提供不同的服务，使消费者感觉到服务的安全和舒适已经成为商业竞争的重要手段。
服务窗口是邮政、餐饮、交通等领域公司的社会印象的重要支柱。
因此，排队管理系统的操作窗口是这个原因产生的，智能排队系统的使用，让客户变成排队等候业务取号排队，语音提示，有效的解决了餐饮等服务行业领域常见的顾客站立等待、服务混乱、人员冲突等问题，提高了服务的需求和增强了服务的水平。
随着客户量越来越多，站立等待的排队方式实在是力所不及，不能适应21世纪智能化的潮流观念。
让人们站立排队等候也与顾客是最重要的理念相违背。
随着智能化生活观念的普及，通过计算机实现的智能排队由此而生。
顾客站立费时费力的的排队等候得到了有效的改善，现在智能化的排队系统已经在生活中广泛的应用。
排队系统和传统的排队没有本质上的区别,只是让由平常的顾客站立排队变为取号排队、排队等候、语音提示,让早来早排的理念得到了更好的实现，防止了插队现象的发生和由此而产生的人员冲突，不仅优化了服务和工作环境,而且提高了服务效率和质量，防止了因排队而产生的人员冲突,使社会公共秩序得到了改善、创造了和谐的社会环境。
有效的解决了银行、邮政、餐饮等领域经常存在的站立等候、排队混乱的问题。
现今在世界的银行、餐饮等领域智能化的排队系统被广泛的接受和使用，国内的改革开放以来，这种科技带来的方便也越来越被接受和应用。
1.1.1国内外现状
排队系统通过算法模拟了顾客排队过程，客户通过显示屏或者按键等进行取号，然后在等待区等候叫号，替代各种服务类窗口普遍的让客户站立等待的流程，完成了系统帮助顾客进行排队的流程，可用于各种窗口类服务行业。
排队系统观念在20世纪的六、七十年代提出，在欧美等西方发达国家最先开始流行，后来迅速得到普及和使用。
以前的排队，顾客先得到一个预先准备好的号码，轮到该号时，服务员再通知顾客。
经过多年的研究，排队理论得到了发展，经过多年的理论研究，在20世纪初得到了随机服务系统理论的最早成果，20世纪40年代年左右排队理论开始在管理和交通等领域被应用。
在中国，排队系统观念传过来的时间也不长，在1998年国内这方面的技术才起步，所以中国的排队技术产品的经营活动起步比较晚。
在发展期，国内对排队系统的生产有了新的理解。
服务行业也看到了这种技术的优势，顾客对这种效率高的排队方式也渐渐的习惯了。
1.1.2发展趋势
如今根据不同的需求排队系统有许多的设计方案，常见的有：
取号有按键式排队取号，触屏式和无线式排队取号。
显示的有LCD显示、LED显示、PDP显示等。
从排队系统的发展过程来研究，可以主要分为三个不同的时期，分别为单片机、PC式、嵌入式三种核心结构，适用的领域也都不相同，嵌入式是当今最火热的技术。
基于单片机的银行排队系统的运行流程十分的简单，可以实现基本需求的功能，成本较低和安全是它最大的特点，但是相比与其他类型的系统也有不足的地方，如接口电路复杂和功能简单，这是智能化排队系统的早期产品，扩展功能十分有限，但是，对于本课题需要解决的实际问题已经足够。
因为21世纪科学技术的进步，当今流行的产品是PC机的结构模式。
这类形式的特点是比较容易与所应用的领域兼容，数据是可以共同分享的，最大的缺点是设计和制造的价格比其他的类型贵，还有一个缺点是系统的结构不太严格。
嵌入式系统具有功耗小，特异性强，可靠性强的优点。
因为系统自身没有自动开发的功能，必须使用一套开发环境和工具才能进行开发，用户对它进行修改需要有很强的嵌入式知识背景。
它的应用范围包括网络设备、个性化产品、智能设备等，所以嵌入式系统具有较好的开发和发展前景。
1.2本文主要研究的内容和任务
本文提出的若干问题主要是基于单片机的银行排队系统，本文对整个的设计过程进行了规划，确定了系统设计中所要设计的主要模块及其实现方案，对不同模块的硬件和软件的设计进行了详细的描述。
本文主要对下面的几个部分进行了阐述：
第一:
大概阐述了排队语音提示系统的设计背景、设计目标和设计影响，国内外的主流和缺点，还对智能排队系统的未来发展趋势进行了简略的概括。
第二:
对能够实现排队系统的不同方案进行比较研究从而选择最佳的方案。
表明了整个设计的框架的指导方向，介绍它的工作原理及运行流程。
第三:
系统介绍了基于单片机的智能排队提示系统实现的硬件设计方案。
对选用的STC89C52型微处理器,LCD显示模块，SYN6288语音提示模块进行详细的介绍。
第四:
对于单片机排队系统的每个部分的软件系统进行了细致描述，主要介绍了SYN6288语音提示，LCD的显示模块。
第五:
对系统的硬件和软件的调试和实现给出了详细的说明，阐述了软硬件的调试方法，最后做了本设计的总结和展望。
1.3本章小结
本章主要针对该课题的背景及意义进行描述，对国内外的主流的此类系统进行了研究，对本系统的发展的潮流做了预测，知道了完成本设计所需要完成的主要任务和核心内容，以便更快的完成该课题的任务。
2排队系统的整体设计方案分析
2.1设计的总架构
在毕业设计的构思期间，我在网上查询了国内外各种设计的方案并且进行了比较，对系统硬件和相软件的设计做了比较详细的研究和分析，确定了设计系统的一个最好的方案，在接下来我将介绍整个设计方案的内容以及这个方案的优势和劣势。
。
排队系统要能够最先完成计算机化，然后再完成人性化功能的设计要求，达到实现普通老百姓的生活服务。
图2.1排队提示系统图
图2.2总的流程图
2.2设计的思路
整个设计的系统图2.1所示，系统由几个不同的模块共同构成，以单片机作为本课题的主控制单元，将系统分为几个不同的模块，由它们共同协作完成排队提示工作。
2.2.1单片机的选择
MCU的中文译为微控制单元，又被叫单片微型计算机，俗称单片机，它把计算机构成的主要部件集成在一块芯片上,从而构成了一块小却能够处理多种简单任务的微型计算机。
它具有体积小、可靠性高、控制能力强等特点。
单片机从出现到今天发展迅速，种类很多，不同型号的单片机功能和引脚都不一样。
电子产品的水平是不同的，为了应对能源需求不断提高的要求，低功耗成为趋势。
CMOS工艺已成为当前微处理器的主流。
微处理器经过不断的研究和发展，从最开始的4位、再到8位，如今最高的甚至可以到32位，64位，现在8位的单片机已经占据了大部分的低端市场。
STC单片机可以完全兼容8051系列单片机，具有运行稳定性强、功耗小和市面上价格比较便宜等特点。
2.2.2显示模块
咱们在很多应用系统中经常会用到显示器，显示器有很多种分类，接下来将对这些显示器进行比较。
七段数码管（也称为七段LED数码管）是由七个离散的发光二极管集成在一起排列成8字形成的，用于显示十进制数字。
因为本设计的要求是要显示多个号码数字，使用LED显示就会显得很繁琐，这与本设计的要求背道而驰。
点阵式的LCD显示器的功耗很低，但具有很高的分辨率，并具有灵活的显示图形，文字，数字和其他的效果。
所以在很多设计中使用非常的广泛。
现在实现整个液晶显示的功能可以应用专门驱动I2C，购买的LCD很多有提供现成的功能模块，根据资料就能够实现LCD的显示，这样不仅仅简化了本课题的设计，而且还有效的减短了开发的时间。
2.2.3语音提示模块
本次的语音模块采用的语音芯片是SYN288。
宇音天下科技公司于2002年最早研发出中国首款语音合成芯片OSYNO6188。
SYN6288语音合成芯片是这个公司最新推出的产品，继承了OSYNO6188语音芯片的优良特色，SYN6288智能化水平和语音合成效果均获得了大幅度的进步，是一款真正面向中高端行业应用市场的中英文语音合成芯片。
SYN6288语音合成芯片的出现，将会使得智能化的语音系统得到广泛的应用和研究，推动人工语音的发展。
2.3本章小结
在本章中，基于单片机的排队语音系统分为了几大模块，而且对设计中的每个模块进行了细致的分析，阐述了该课题的大概框架和主要的模块设计。
3系统的硬件电路设计
3.1系统的整体原理图
图3.1整体原理图
3.2单片机的控制电路设计
3.2.1STC89C52的功能说明
STC89C52是STC公司出产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具备8K在系统可编程Flash存储器。
其引脚图如下：
图3.2STC89C52单片机引脚分布图
单片机引脚功能：
（1）电源引脚
VCC：
电源正（一般接+5V电源）。
VSS：
电源接地端。
（2）时钟引脚
XTAL1和XTAL2：
外接晶振引脚。
晶振信号直接加在XTAL1和XTAL2两端。
（3）端口引脚
P0.0-P0.7：
P0口，8位双向口线。
P1.0-P1.7：
P1口,P1口是拥有一个内部上拉电阻的8位准双向I/O接口。
P2.0-P2.7：
P2口,8位双向口线，拥有内部上拉电阻。
P3.0-P3.7：
P3口,P3接口是8位的带内部上拉电阻的准双向I/O接口，可以驱动4个TTL门电流。
P3接口也可作为STC89C52单片机的一些特殊功能接口，如下所示：
P3.0RXD（串行数据输入口）。
P3.1TXD（串行数据输出口）。
P3.2/INT0（外部中断0）。
P3.3/INT1（外部中断1）。
P3.4T0（定时器/计数器0外部输入）
P3.5T1（定时器/计数器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写脉冲）。
P3.7/RD（外部数据存储器写脉冲）。
（4）复位引脚
RST：
当该引脚保持两个机器周期以上的高电平时，单片机便可恢复到初始状态。
（5）控制引脚
ALE/PROG、/PSEN、/EA/VPP构成了MCS-51的控制总线。
ALE/PROG：
为地址锁存信号。
/PSEN：
访问外部程序存储控制信号，低电平才有效。
/EA/VPP：
程序存储器的内外部选通线，低电平才有效。
当/EA=0时，不论是片内有无程序存储器，一概读取外部程序存储器程序。
当/EA=1时，选通内部程序存储器中的程序，当片外程序存储器存放的指令读完后再读外部存储器指令。
（6）端口负载能力
单片机的端口均为双向准I/O端口，在系统中属于信号级，具有一定的负载实力。
P0端口可带动8个LSTTL负载，P1-P3端口输出可带动4个LSTTL负载。
3.2.2时钟电路设计
单片机时钟电路如下图3.3所示。
一般电容取20-47pf，晶体的振荡频率范围为0-12MHz。
单片机的时钟脉冲为单片机提供了一个基本时钟信号。
本设计选择的晶振为11.0592M，电容为33pf。
图3.3时钟电路
单片机的时钟电路有内部时钟和外部时钟电路两种，咱们这里使用的是外部时钟。
外接电容是用来对振荡器进行频率微调的，能够使振荡信号频率与晶振频率相一致，同时也可以起到稳定频率的作用，一般采用20PF到30PF的瓷片电容为最佳。
外部时钟方式常应用在多片单片机共同工作的状态下。
3.2.3复位电路设计
微处理器复位是使单片机和其他部件都恢复到原始的状态，只有通过单片机复位后开始初始工作后才可有序的执行程序而不会出差错。
本课题设计的系统使用的是按键复位。
复位电路的基本功能是：
系统上电时提供复位信号，直到系统电源稳定后，撤销复位信号。
复位电路的基本要求是：
上电时让单片机可靠复位，在断电时可以避免程序乱飞致使数据受到篡改。
按键复位电路中，当按键没有按下时候，电路同上电复位电路。
如果在机器运行过程当中，按下了复位键，会使得RST引脚上的电位快速变成高电平，此高电平会延续到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。
本课题使用的是手动的按键复位。
其电路原理图如下：
图3.4按键复位电路
3.3LCD1602显示电路
点阵字符型液晶显示器是用来显示字母、文字、数字等的显示器，因其具有重量轻、小体积、低功耗的特点，所以得到广泛的应用。
液晶显示器LCD1602可以显示16*02即表示32个字符，具有的特点有：
接+5V电压，对比度可调节；内含有复位电路；主要的技术参数如下:
表3.1LCD1602主要技术参数表
名称
说明
显示容量
16x2个字符
工作的电压范围
4.5V-5.5V
工作的电流范围
2.0mA左右
字符尺寸
2.95mm×4.35（WXH）mm
图3.5LCD1602液晶显示电路图
表3.2LCD1602引脚功能表
引脚号
符号
状态
功能
引脚号
符号
状态
功能
1
Vss
电源地
9
DB2
三态
数据总线
2
Vdd
5v逻辑电源
10
DB3
三态
数据总线
3
Vo
液晶驱动电源
11
DB4
三态
数据总线
4
RS
输入
寄存器选择
12
DB5
三态
数据总线
5
RW
输入
读写操作选择
13
DB6
三态
数据总线
6
E
输入
使能信号
14
DB7
三态
数据总线
7
DB0
三态
数据总线
15
E1
背光电源线
8
DB1
三态
数据总线
16
E2
背光电源线
3.4语音提示电路
本设计的语音提示采用的是SYN6288芯片，而在仿真里没有此元器件，所以仿真改为了蜂鸣器，但是实物使用的是语音芯片，可以模仿真人声音，起到语音提示和引导客户的作用。
蜂鸣器可分为电磁式和压电式两种，本课题选用的是压电式的蜂鸣器。
由于protues中找不到语音模块，所以使用最简单的蜂鸣器来当做语音提示电路。
电路图如下：
图3.6蜂鸣器连接图
3.5本章小结
总体的介绍了本设计的排队系统硬件的总体结构框图，并对液晶显示模块、SYN6288语音提示模块进行了较为详细的介绍，通过这一节的介绍，我们初步了解了本课题需要做的研究和要完成的工作内容。
4软件设计与仿真
一个排队系统要完整的实现它功能，不仅仅需要硬件的模块准确完美结合，更加需要有功能强、速度快、效率高的系统软件做支持。
本课题的软件设计采用了总分总的方式，先对要完成的功能的所需的软件进行整体的规划，勾画出总体的设计方案。
再将总的软件划分为多个不同的功能模块，分配各部分要实现的具体任务，将这些模块化的函数在主函数中进行组合使用。
这样完成设计的功能要求，具备可读性好，便于编制和扩充等长处。
本设计主要分为LCD显示模块、取号模块、叫号模
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