基于multisim的银行自动叫号系统仿真设计.docx

1、基于multisim的银行自动叫号系统仿真设计课程设计任务书学生姓名： 唐玉坤 专业班级： 通信1102 班 指导教师： 艾青松 工作单位： 信息工程学院 题 目: 银行自动叫号系统的设计与实现初始条件：本设计既可以使用集成译码器、计数器、脉冲发生器和必要的门电路等，也可以使用单片机 系统构建。用数码管、LED灯显示结果。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1 周。2、技术要求：1）叫号系统的工作流程为：拿号、排号、叫号。2）顾客按下拿号键以后，系统根据排队人数自动为该顾客排号，拿号端两位数码管显示该顾客的 编号。系统最大接受30

2、个排号，即1号到30号。当排号超过30时，拿号端两位数码管全灭，报 警 LED 灯亮。3）有5 个窗口为顾客办理业务。当银行客服人员按下自己窗口的叫号键时，叫号端两位数码管显 示当前排在第一位的号码。其他窗口按下叫号键时，所叫号码将依次后移。4）当30 个号码全部叫完，拿号端自动恢复拿号，报警LED灯熄灭。5）确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体 电路原理图，阐述基本原理。3、查阅至少 5篇参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用 A4 纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：1、 2013 年5 月 17日，布置课设具体实

3、施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、 年 月 日至 年 月 日，方案选择和电路设计。3、 年 月 日至 年 月 日，电路调试和设计说明书撰写。4、 2013年 7 月 5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名：摘 要本文设计了一套银行排队叫号系统。该系统是以排队抽号顺序为核心，客户利用客户 端抽号，工作人员利用叫号端叫号；通过显示器及时显示当前所叫号数，客户及时了解排 队信息，通过合理的逻辑结构来执行排队抽号。以提高排队等待效率，解决排队秩序混乱， 前拥后挤等现象，实现排队自动化，规范化。通过该系统的使用，客户不必为排队浪费大 量精力，

4、便于管理排队秩序，同时适应信息时代管理数字化的要求，提高服务水平与质量。本系统分为拿号和叫号模块，每个模块都由计数器、译码器、七段数码管组成，且计 数均为 30 进制。拿号端设有报警电路，拿号不得超过 30，否则报警灯亮，数码管灭。而 叫号端除计数叫号外，还有恢复拿号端拿号的功能。同时叫号端五个按键控制，都能执行 叫号端功能，即实现五个窗口客服的工作。关键词：计数器；译码；报警；仿真AbstractThis paper has designed a bank queuing system. The system is based queuing pumping number sequence

5、as the core, customers take advantage of client-side pumping number, called the number of staff using the end call number; through the display shows the current time of the call numbers, customers line up to keep abreast of information, through reasonable and logical structure to perform queuing pum

6、ping number. Waiting in line to improve the efficiency of solving queuing disorder, the former owner after squeezing phenomenon, to achieve queuing automation and standardization. Through the use of the system, customers do not have to queue up wasting a lot of energy, easy to manage queuing order,

7、while adapting to the digital information age management requirements, improve service levels and quality.The system is divided into number and called the number to get modules, each module consists of counters, decoders, seven-segment digital tubes, and the count is 30 hex. No end to get a alarm ci

8、rcuit, take number shall not exceed 30, or warning lights, LED off. In addition to counting the number calling client called the number, there are number of side take to get numbers to restore function. Also called the number ends five control buttons, can be executed Called the number end function,

9、 namely to achieve five windows customer service job.Keyword:counter；decoding;alerting;simulation摘 要 2Abstract 31.银行自动叫号系统总方案 11.1方案一 11.2方案二 11.3方案三 21.4系统方案对比论证 22.单元电路的设计与元器件的选择 32.1显示模块的选择论述 32.2计数模块的选择论述 32.3译码模块的选择论述 6图 2.3 74LS48 引脚及连接图 63.总电路图及仿真 83.1总电路 83.2分电路 93.2.1拿号模块 93.2.2叫号模块 103.3仿真

10、实现 123.3.1拿号排号功能 123.3.2报警并停止拿号 133.3.3叫号功能 143.3.4启动拿号端 154.实物的制作与调试 164.1实物的制作 164.2电路的调试 175.心得体会 186.参考文献 19附录 元器件清单 201.银行自动叫号系统总方案1.1 方案一所示的原理框图，通过按键给计数器脉冲，并通过译码器驱动数码管显示，完成取号、叫号功能，同时叫号端接有 LED报警灯实现提示客户的作用。图 1.1 方案一系统框图1.2 方案二采用如图 2 所示的原理框图，以 ATMEGA16 单片机为核心，利用微动开关抽号 及叫号，经单片机处理后，输出到 LCD1602上显示，完

11、成排队取号流程。图 1.2 方案二系统框图1.3 方案三采用如图 3所示原理框图，用微动开关进行抽号叫号，然后经由基本门电路进行 处理，最后输出显示在数码管上。叫号按键基本门电路数码管显示图 1.3 方案三系统框图1.4 系统方案对比论证方案三最为麻烦，所需门电路很多。方案二所用单片机较贵，且对汇编程序未能 准确掌握。方案一原理简单，所用知识与学习同步。综上所诉，选用方案一进行 设计制作。2.单元电路的设计与元器件的选择2.1显示模块的选择论述常用显示模块有数码管、LED 显示屏、LCD 屏。由于数码管亮度高，显示大。 驱动部份的软件简单，且本电路要求显示内容较少，故采用采用七段数码管显示 数

12、码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发 光二极管单元(多一个小数点显示)；按能显示多少个“8”可分为 1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。 共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码 管。共阳数码管在应用时应将公共极 COM 接到+5V，当某一字段发光二极管的 阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就 不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM) 的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极 COM 接到地线 GND 上，当某一字

13、 段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平 时，相应字段就不亮。2.2计数模块的选择论述计数器种类很多，按构成计数器中的各触发器是否使用同一个时钟脉冲来区分同 步计数器 和异步计数器。根据进制的不同，有二进制、十进制和任意进制计数器。根据计 数的增减趋势，又分为加法、减法、可逆计数器等等。74LS290 为二一五一十进制计数器，它具有工作性能稳定的优点， 输出数字量 与积分器时间常数无关， 对干扰(如工频干扰等) 有很强的抑制作用。图 2.1 74LS290 逻辑图及引脚图计数器有三种工作状态：(1)置 9：当 R91=R92=1 时，计数器置“9”，即 QD=Q

14、C=QB=QA=1(2)复位：当 R01=R02=1 且置 9 端的 R91 或 R92 之中有一个接“0”，就可使计数 器清零复位，即 QD=QC=QB=QA=0。(3)计数：当 R01、R02 中有一个接“0”，且 R91、R92 中也有一个接“0” 时，为计数状态。此时，若时钟端 INA 或 INB 有脉冲作用，便可进行计数。由 74LS290 组成十进制计数器、三进制计数器的原理电路如图 U4 和 U3 所 示。在图U4计数器的 R01、R02、R91、R92 接地，计数器工作在计数状态。脉 冲送入 INA 端，QA输出端接INB 端，这就组成BCD码十进制加法计数.图 U3 是采用反

15、馈置零法组成的六进制计数器原理图。脉冲接 INB 端，使用 二 五十进制的五进制电路。在该电路中将 QB、QC相与反馈到R01和 R02 复位端。计数器由 0000开始计数，2 个时钟脉冲到来后，QDQCQB=010。第 3个时钟脉冲到来时，出现 QDQCQB=011，由于QCQB端相与后接 R01和 R02，则R01=R02=1。于是计数器强迫立即清零。“011”这一状态转瞬即逝，输出立即回 到“0000”状态。可见计数器只有 3个稳定状态，故称它为三进制计数器。图 2.2 74LS290 组成十进制计数器如果将十进制的 QD 输出端送三进制电路的 INB ，电路如图 2.6.3 ，每当第

16、10 个脉冲来到后，QD由“ 1”变为“O”相当于一个下降沿，使三进制计数器计数，这样就构成了一个 30进制计数器。2.3译码模块的选择论述译码器是一种将二进制数译成十进制数的器件，为与七段数码管匹配，本电路采 用 4 线 -7 线译码器 74LS48 ，做 BCD 码七段译码器兼驱动器。图 2.3 74LS48 引脚及连接图74LS48D 具有以下特点：（1）7 段译码功能（LT=1，RBI=1） 在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入 DCBA 经 7448 译码，输出高电平有效的 7 段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。（2）消隐功能（BI=0）此时 BI

17、/RBO 端作为输入端，该端输入低电平信号时，无论 LT 和 RBI 输入什 么电平信号，不管输入DCBA为什么状态，输出全为“0”， 7段显示器熄灭。该 功能主要用于多显示器的动态显示。（ 3 ）灯测试功能（ LT = 0 ）此时 BI/RBO 端作为输出端， LT 端输入低电平信号时，输出全为“1”，显示器7 个字段都点亮。该功能用于 7 段显示器测试，判别是否有损坏的字段。（ 4 ）动态灭零功能（ LT=1 ， RBI=0 ）此时 BI/RBO 端也作为输出端，LT 端输入高电平信号，RBI 端输入低电平信号， 若此时DCBA = 0000，表1倒数第2行，输出全为“0”，显示器熄灭，不

18、显示这 个零。DCBA0，则对显示无影响。该功能主要用于多个 7 段显示器同时显示 时熄灭高位的零。3.总电路图及仿真4.3.1 总电路图 3.1 总电路图上半部分为拿号模块，下半部分为叫号模块。由按钮 J6连接的模块为拿号端，由按钮J1-J5连接的模块为叫号端。 当顾客按下 拿号键J1，拿号端数码管显示该顾客编号，后面的顾客再次按键时， 数码管显示的编号依次加一，此即为拿号排号。叫号端 5 个窗口相应的按键 J1-J5 为叫号键，任一窗口的客服人员按键，叫号端数码管都会显示当前呼叫的顾客编 号，再次按键（J1-J5中任一个），数码管显示的编号会依次加一，此即为叫号。3.2 分电路3.2.1拿

19、号模块图 3.2 拿号电路拿号端启动后）顾客按键， 系统给顾客排号，同时显示于数码管，排号顺序 030，如此循环。当第 30位顾客按键，系统给其排号为 30并显示于数码管。后面的顾客再次按键，数码管会熄灭，同时报警灯亮，且该状态一直持续到叫号结束3.2.2叫号模块图 3.3 叫号电路五个窗口的任一叫号键被按下，数码管会显示待服务的顾客编号，即叫号，顺序0-30，如此循环当叫号端显示了 30 号过后，客服再次按下叫号键，叫号端本身显示为 0 号，等 待按键叫号，同时拿号端的报警灯熄灭，拿号端数码管显示为 0号，等待新一轮 的按键去拿号排号3.3 仿真实现3.3.1 拿号排号功能 按下 J6 键，

20、对应的数码管显示一个号码，再次按下，数码管显示的号码加一。 多次按键，号码从,00-30 依次循环。说明拿号排号成功图 3.4 拿号排号功能3.3.2报警并停止拿号3.5 报警功能3.3.3 叫号功能按下 J1-J5 中的任一键，图 3.6 叫号功能叫号端数码管显示一个号码，再次按下，号码依次加一。多次按键，号码从 00-30 循环，说明叫号成功3.3.4 启动拿号端图 3.7 恢复拿号功能当叫号端显示 30 时，再次按下 J1-J5 叫号键，叫号端数码管显示 00，同时拿号 端数码管也显示 00，报警灯 LED1 熄灭。而后按 J6键，拿号端又开始排号；按 J1-J5，叫号端重新开始叫号。说

21、明叫号端启动新一轮的拿号叫号工作。5.实物的制作与调试4.1 实物的制作由于万用板上电路走线比较困难，且受实验室条件限制，没有多的杜邦线用于连接，因此将电路置于面包板上。制作好后的实物如图 4-1 所示。图 4.1 实物图4.2 电路的调试进行整体电路调试时，发现排号到 30 时，再按拿号键，LED 灯始终不亮。据此判断 74LS08 引脚连线可能 出错。检查并改正线路连线，重新实验验证，使 LED灯亮。叫号端叫号 29而后，LED灯熄灭，拿号端数码管也显示出00，据此判断叫号端 计数器输出连接到 74LS00，74LS08 的线路有误。检查并改正线路连线，重新实 验验证，达到了要求的结果6.

22、心得体会通过这次课程设计，我加强了自己掌握和理解书本知识的能力，培养了自己的 实际动手能力与综合设计能力，并提高了自己的技术素质。基本达到了数电课程 设计的任务，明确了计数器、译码器和逻辑门的基本知识与应用；在对对芯片的 理论分析的过程中，我对数学电子技术基础的相关知识进行了复习，更深一个层 次的掌握了计数器的相关概念和使用技巧；同时掌握了 Multisim 12.0 仿真设计 的基本方法，学会了运用 Multisim 12.0 仿真软件，绘制相应的电路图，对计算 出的参数进行验证，反复推导，使参数更加符合要求。 这次课程设计中不仅验证了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情， 如何去做

23、一件事情，又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应 用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程“千里 之行始于足下”，我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是 为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。7.参考文献1 谢自美.电子线路设计实验（第三版），华中科技大学出版社2 梁宗善.新型集成电路的应用.电子技术基础课程设计 华中科技大学出版社3孙梅生等.电子技术基础课程设计.高等教育出版社,4刘可文.数字电子电路与逻辑设计.科学出版社5康华光电子技术基础数字部分（第五版）.高等教育出版社附录 元器件清单1按钮开关6个2100电阻5个3LED 绿灯1个474LS2904片574LS484片6七段共阴数码管4个774S084片874S001片974S321片10排针、排母、导线若干