資訊動(dòng)態(tài)
銀行排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘要：隨著當(dāng)今時(shí)代科技的發(fā)展,科技在各個(gè)行業(yè)受到廣泛運(yùn)用。文章設(shè)計(jì)了一種銀行排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng),該系統(tǒng)基于AT89C52的嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì),用戶通過(guò)該排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)辦理等待,其主要核心是通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行安排排隊(duì)抽號(hào)順序,用戶在排隊(duì)機(jī)前進(jìn)行抽號(hào),系統(tǒng)會(huì)生成排隊(duì)號(hào)碼并反饋給用戶和工作人員,工作人員利用該系統(tǒng)進(jìn)行叫號(hào)并且通過(guò)顯示器提醒用戶當(dāng)前所叫號(hào)數(shù),用戶可以通過(guò)該系統(tǒng)隨時(shí)了解排隊(duì)情況。該系統(tǒng)的運(yùn)用,可以極大地提高銀行排隊(duì)等待的效率,可以通過(guò)排隊(duì)自動(dòng)化、規(guī)范化來(lái)解決客戶排隊(duì)的混亂秩序,同時(shí)通過(guò)這種現(xiàn)代化信息處理,提高銀行的服務(wù)水平和質(zhì)量。
通過(guò)運(yùn)用銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行排隊(duì)來(lái)更好地在銀行服務(wù)過(guò)程中提高銀行的服務(wù)效率，解決排隊(duì)過(guò)程中的各種問(wèn)題。此系統(tǒng)能夠提高銀行的服務(wù)效率和客戶的服務(wù)體驗(yàn)。系統(tǒng)的需求分為功能需求和非功能需求兩個(gè)方面。
系統(tǒng)的功能需求：（1）通過(guò)智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，客戶選擇自己所需的服務(wù)類型，系統(tǒng)接收客戶需要的服務(wù)的類型與客戶的信息。（2）智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)自身軟件編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)智能排隊(duì)。（3）智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)根據(jù)客戶需求和軟件運(yùn)行后生成客戶排隊(duì)?wèi){單通過(guò)打印機(jī)反饋給客戶。（4）系統(tǒng)將排隊(duì)信息通過(guò)LED屏幕實(shí)時(shí)更新顯示。（5）工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備并且控制廣播呼叫客戶進(jìn)行服務(wù)，實(shí)現(xiàn)排隊(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)更新。
系統(tǒng)的非功能性需求：（1）使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行連接，保障系統(tǒng)的安全性。（2）通過(guò)各種硬件設(shè)計(jì)和針對(duì)性的研發(fā)銀行排隊(duì)系統(tǒng)軟件相結(jié)合，來(lái)提高銀行排隊(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1硬件總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是通過(guò)取票、進(jìn)隊(duì)、排隊(duì)等候、叫號(hào)等服務(wù)模擬人排隊(duì)過(guò)程，由銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)代替人排隊(duì)的過(guò)程。首先在銀行營(yíng)業(yè)大廳擺放一臺(tái)銀行智能排隊(duì)叫號(hào)機(jī)，用戶通過(guò)點(diǎn)擊排隊(duì)機(jī)選取服務(wù)，系統(tǒng)在接受客戶請(qǐng)求后會(huì)作出反應(yīng)，反饋給客戶排隊(duì)號(hào)碼，用戶通過(guò)打印出的號(hào)碼和電子屏幕進(jìn)行等待，當(dāng)排隊(duì)進(jìn)行到客戶時(shí)，工作人員會(huì)通過(guò)系統(tǒng)聲音提示告知客戶接受服務(wù)。工作人員通過(guò)呼叫機(jī)進(jìn)行呼叫，點(diǎn)擊呼叫機(jī)“下一位”鍵，系統(tǒng)就會(huì)切換當(dāng)前號(hào)碼到下一位客戶的號(hào)碼，并在窗口顯示屏顯示。呼叫機(jī)設(shè)有“重復(fù)呼叫”鍵，可以重復(fù)告知客戶前來(lái)辦理業(yè)務(wù)。圖3硬件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。
2.2主機(jī)部分電路如圖2所示：主機(jī)部分通過(guò)窗口叫號(hào)、液晶顯示、蜂鳴器叮咚聲提示、統(tǒng)計(jì)剩余排隊(duì)人數(shù)、插隊(duì)管理等功能接收從機(jī)獲取的用戶信息進(jìn)行排隊(duì)管理。
圖1硬件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)圖2主機(jī)部分硬件電路2.3從機(jī)部分電路如圖3所示：從機(jī)部分客戶通過(guò)按鍵K0，系統(tǒng)會(huì)+1取號(hào)，并且將客戶分配的號(hào)碼在液晶屏上顯示出來(lái)，設(shè)置其較高上限為10，當(dāng)取號(hào)人數(shù)達(dá)到10人后，屏幕會(huì)作出隊(duì)伍已達(dá)上限的提示，并顯示“Thequeueisfull，pleasewait”。客戶取票后，從機(jī)會(huì)將客戶的號(hào)碼信息通過(guò)串行通信反饋給主機(jī)接收。
圖3從機(jī)部分硬件電路2.4功能部分電路設(shè)計(jì)2.4.1單片機(jī)較小系統(tǒng)電路單片機(jī)AT89C52的較小系統(tǒng)電路，包括時(shí)鐘振蕩電路、復(fù)位電路兩個(gè)部分[10]。圖4為AT89C52單片機(jī)的較小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖4單片機(jī)較小系統(tǒng)2.4.21602液晶顯示電路在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀地顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果，另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成[11-12]。
在本次設(shè)計(jì)中主要由1602液晶顯示器及排阻構(gòu)成顯示電路部分。P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，除了高、低態(tài)以外還有一個(gè)高阻態(tài)，如果不接上拉電阻，當(dāng)端口處于高電平1的狀態(tài)下，實(shí)際上端口對(duì)地、對(duì)Vcc電阻都是無(wú)窮大，即本質(zhì)上是不確定狀態(tài)，因此需要上拉電阻RESPACK-8。P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入，故不要再加上拉電阻。
由1602液晶的引腳功能可知其電路連接如圖5所示。
在排號(hào)按鍵K0操作的時(shí)候，其顯示的是“YourNo.is**!”
并按鍵依次+1，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)會(huì)顯示“Sorry，thequeueisempty!”，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)會(huì)顯示“Thequeueisfull，pleasewait”，在排號(hào)按鍵K1，K2，K3，K4操作的時(shí)候，其顯示的是“No.**cometono.**window，please!”；按鍵waiting時(shí)，顯示的是剩余隊(duì)列人數(shù)，按鍵insert時(shí)，其顯示是“insert”。2.4.3按鍵部分電路由與門和開(kāi)關(guān)按鍵組成，由其完成的功能設(shè)計(jì)硬件原理如圖6所示。按鍵接口都主要在P1輸入口處按鍵輸入，運(yùn)用按鍵中斷的方式達(dá)到隊(duì)列排號(hào)的取號(hào)和叫號(hào)的功能。
在取號(hào)操作由從機(jī)的K0鍵實(shí)現(xiàn)。初始化內(nèi)部程序，使計(jì)數(shù)從01開(kāi)始，當(dāng)按鍵次數(shù)小于10時(shí)，由循環(huán)加1，當(dāng)取號(hào)等于10時(shí)，停止排隊(duì)。
叫號(hào)主機(jī)的按鍵設(shè)計(jì)就要復(fù)雜一點(diǎn)，采用的中斷要和與門一起完成[13]。4個(gè)獨(dú)立的窗口叫號(hào)按鍵實(shí)時(shí)的取得輸入排在較前的號(hào)碼，當(dāng)4個(gè)窗口中任意一個(gè)窗口已經(jīng)使用了該號(hào)碼后，就進(jìn)行銷號(hào)處理。此時(shí)中斷中的號(hào)碼通過(guò)與門進(jìn)行消號(hào)-1和延時(shí)的效果。另外的功能按鍵與其設(shè)計(jì)原理基本一致。
2.4.4蜂鳴器子程序如圖7蜂鳴器部分所示。在按鍵K1，K2，K3，K4操作的時(shí)候，其蜂鳴器會(huì)發(fā)出“叮咚”提示顧客的提示音。本設(shè)計(jì)運(yùn)用延時(shí)程序控制接蜂鳴器的端口輸出。2.4.5TXD串行發(fā)送和RXD串行接收電路根據(jù)通信方式的不同，可以把傳輸線路分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信3種方式。在單工方式下，發(fā)送器與接收器由通信線形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向連接，它的數(shù)據(jù)將按照固定的方向傳輸；在半雙工方式下，系統(tǒng)的通信可以完成雙向傳輸，到那時(shí)不能在發(fā)送器和接收器之間雙向同時(shí)傳輸，只能由一端到另一端；全雙關(guān)則是可以在發(fā)送器與接收器之間進(jìn)行雙向同時(shí)傳輸[14]。3種通信方式中半雙工通信方式相對(duì)操作更加輕松。本設(shè)計(jì)的傳送數(shù)據(jù)是在半雙工方式下運(yùn)行的，兩個(gè)AT89C51芯片的串行發(fā)送和串行接收端口對(duì)應(yīng)連接，如圖8所示。
圖8串行通信部分硬件電路圖
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件總體設(shè)計(jì)Keiluvision4作為此排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
（1）主機(jī)部分。系統(tǒng)的主機(jī)部分就是系統(tǒng)的叫號(hào)服務(wù)終端，系統(tǒng)的主機(jī)部分構(gòu)成如表1所示。
表1系統(tǒng)主機(jī)構(gòu)成部分及實(shí)現(xiàn)功能構(gòu)成部分實(shí)現(xiàn)功能串行通信部分對(duì)從機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收捕獲按鍵信息部分本部分捕獲按鍵信息的方式是中斷方式，功能不同按鍵也就不一樣液晶顯示部分本部分通過(guò)給1602液晶顯示器寫(xiě)入指令和數(shù)據(jù)對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行顯示蜂鳴器部分本部分通過(guò)給單片機(jī)相應(yīng)接口送入高低電平并加以延時(shí)，使其實(shí)現(xiàn)發(fā)出“叮咚”聲進(jìn)行延時(shí)處理數(shù)據(jù)部分本部分主要接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)叫號(hào)、消號(hào)、統(tǒng)計(jì)等功能（2）從機(jī)部分。系統(tǒng)的取號(hào)終端作為系統(tǒng)的從機(jī)，其主要功能就是幫助客戶取號(hào)并同時(shí)將獲取數(shù)據(jù)發(fā)送至叫號(hào)服務(wù)終端。系統(tǒng)的從機(jī)主要分為以下幾部分，如表2所示。
表2系統(tǒng)從機(jī)構(gòu)成部分及實(shí)現(xiàn)功能構(gòu)成部分實(shí)現(xiàn)功能串行通信部分本部分是將用戶獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)捕獲按鍵信息部分本部分通過(guò)按鍵使用戶獲得票號(hào)信息液晶顯示部分本部分通過(guò)給1602液晶顯示器對(duì)用戶獲取的票號(hào)信息進(jìn)行顯示
3.2排隊(duì)系統(tǒng)主從機(jī)軟件設(shè)計(jì)
3.2.1系統(tǒng)從機(jī)（取號(hào)終端）主程序設(shè)計(jì)取號(hào)終端的事件發(fā)生概率服從隨機(jī)按先來(lái)先排的公平排隊(duì)，由于只有一臺(tái)專門的從機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)，可以簡(jiǎn)化其流程，而在邏輯上服從隊(duì)列的先入先出算法[15]。通過(guò)單片機(jī)的中斷K0按鍵，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到按下時(shí)完成取號(hào)功能。隊(duì)列的上限是10人，當(dāng)隊(duì)列中排一人時(shí)，隊(duì)列加1，直到滿隊(duì)。主要的流程如圖9所示。
3.2.2系統(tǒng)主機(jī)（叫號(hào)終端）主程序設(shè)計(jì)主機(jī)初始化后，主機(jī)通過(guò)單片機(jī)的中斷按鍵，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到按下時(shí)完成相應(yīng)功能。
（1）接收從機(jī)發(fā)送來(lái)的信息，若隊(duì)列為空顯示“Hello!”；若隊(duì)列未滿，則在隊(duì)列取號(hào)按鍵的時(shí)候調(diào)用叫號(hào)程序?qū)崿F(xiàn)“**isleft”的字樣；若隊(duì)列已滿，則重復(fù)顯示“11isleft”。
（2）如有窗口應(yīng)答并命令時(shí)，運(yùn)用延時(shí)程序控制蜂鳴器的運(yùn)作，4個(gè)獨(dú)立的按鍵代表4個(gè)窗口實(shí)現(xiàn)顯示叫號(hào)兩用功能。
（3）可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)程序來(lái)統(tǒng)計(jì)此隊(duì)列中還有多少人在排隊(duì)等待中。總的流程是從機(jī)將較前顧客號(hào)碼發(fā)送到該主機(jī)，主機(jī)接收后可以窗口顯示并提示音呼叫、統(tǒng)計(jì)剩余人數(shù)、重置排隊(duì)等功能。主要的流程如圖10主機(jī)主程序流程所示。
3.3蜂鳴器子程序蜂鳴器子程序的主要功能是運(yùn)用延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)不同頻率的聲音輸出[16]。程序中主要的結(jié)構(gòu)流程如圖11蜂鳴器子程序所示。
3.4LCD顯示子程序LCD顯示子程序的主要通過(guò)控制1602液晶使其對(duì)排隊(duì)系統(tǒng)的各種提示信息進(jìn)行顯示[17]。主要包括對(duì)1602液晶寫(xiě)指令、寫(xiě)數(shù)據(jù)、清屏等部分。
程序中主要的結(jié)構(gòu)流程如圖12LCD顯示子程序流程所示。
3.5窗口消號(hào)處理子程序利用與門和循環(huán)左移的方式實(shí)現(xiàn)器消號(hào)的功能，其主要的流程結(jié)構(gòu)如圖13窗口消號(hào)處理子程序所示。
圖11蜂鳴器子程序流程圖12LCD顯示子程序流程圖13窗口消號(hào)處理子程序流程
4系統(tǒng)Proteus仿真實(shí)現(xiàn)
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)[18]。當(dāng)點(diǎn)擊Proteus軟件的全速運(yùn)行按鈕時(shí)，軟件提示沒(méi)有錯(cuò)誤，可以得到仿真結(jié)果。可以在Proteus中仿真人們?cè)谂抨?duì)時(shí)的幾種必要的過(guò)程，取號(hào)、叫號(hào)、蜂鳴、顯示、統(tǒng)計(jì)。
（1）當(dāng)點(diǎn)擊全速運(yùn)行按鈕，將出現(xiàn)如圖14所示仿真結(jié)果，表示的是判斷隊(duì)列為空時(shí)主從機(jī)運(yùn)行的結(jié)果，沒(méi)有人進(jìn)行排隊(duì)。
圖14機(jī)判斷為空時(shí)運(yùn)行仿真（2）當(dāng)有人進(jìn)行排隊(duì)時(shí)，按K0鍵中的排隊(duì)輸入號(hào)碼，即是現(xiàn)實(shí)中排在隊(duì)伍中等待的模擬部分，在此過(guò)程中順序已經(jīng)在隊(duì)列中確定，此時(shí)可以節(jié)省時(shí)間從事另外的某些事情，較大排隊(duì)數(shù)是10。當(dāng)排隊(duì)數(shù)達(dá)到較大時(shí)，從機(jī)部分顯示的是“Thequeueisfull，pleasewaiting!”，這隊(duì)列已經(jīng)滿了，請(qǐng)等一等，而主機(jī)部分的號(hào)碼顯示為“**isleft”，如圖15所示（3）當(dāng)某窗口需要叫號(hào)時(shí)，可以按K1，K2，K3，K4鍵代表不同的獨(dú)立窗口并有提示音，即相當(dāng)于模擬人排在隊(duì)伍中等待窗口內(nèi)的呼叫。由按鍵中斷方式實(shí)現(xiàn)LCD數(shù)碼顯示功能，由延時(shí)程序控制蜂鳴器的提示音。達(dá)到雙重保險(xiǎn)效果，看顯示器的“No.排隊(duì)號(hào)碼cometoNo按鍵代表的窗口window，Please”，請(qǐng)幾號(hào)到幾號(hào)窗口來(lái)，同時(shí)有“叮咚”加以提示客戶，這樣確保不會(huì)因不留意而錯(cuò)過(guò)機(jī)會(huì)。如圖16所示。
圖16按K1鍵兩次時(shí)的仿真結(jié)果（4）當(dāng)你在窗口前想要了解你所在的隊(duì)伍中還剩余多少人要辦理業(yè)務(wù)時(shí)，即在人們排隊(duì)時(shí)焦急等待的在計(jì)算何時(shí)輪到自己時(shí)的現(xiàn)象。可按waiting鍵，運(yùn)用窗口消號(hào)處理和鍵盤(pán)中斷來(lái)處理此項(xiàng)功能。即為顯示還有多少人在排隊(duì)等待中，其LCD數(shù)碼顯示為共辦理了幾人業(yè)務(wù)。如圖17所示為排隊(duì)6人，1號(hào)窗口已經(jīng)辦理了前2人的業(yè)務(wù)，按waiting鍵時(shí)，LCD顯示的是“04isleft”，剩余4人，圖17為按waiting鍵的結(jié)果。
5結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種使用AT89C52單片機(jī)作為核心的銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)。通過(guò)使用兩塊AT89C52芯片外加相應(yīng)功能模塊，經(jīng)過(guò)預(yù)研、硬件設(shè)計(jì)、繪制電路圖、軟件設(shè)計(jì)等一系列操作，分別構(gòu)成主機(jī)（叫號(hào)系統(tǒng)）與從機(jī)（排隊(duì)系統(tǒng)），兩者經(jīng)過(guò)結(jié)合后完成了一個(gè)具有排隊(duì)叫號(hào)功能的智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)。較后通過(guò)Proteus仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，使系統(tǒng)達(dá)到要求的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的。本文給出了該設(shè)計(jì)方法的原理說(shuō)明和具體的設(shè)計(jì)電路，敘述了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)以及軟件的設(shè)計(jì)，同時(shí)給出了重要程序的流程。
此次設(shè)計(jì)較終實(shí)現(xiàn)的功能是：（1）當(dāng)客戶使用排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行排隊(duì)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)排隊(duì)并生成排隊(duì)序號(hào)反饋給客戶。
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摘要：隨著當(dāng)今時(shí)代科技的發(fā)展,科技在各個(gè)行業(yè)受到廣泛運(yùn)用。文章設(shè)計(jì)了一種銀行排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng),該系統(tǒng)基于AT89C52的嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì),用戶通過(guò)該排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)辦理等待,其主要核心是通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行安排排隊(duì)抽號(hào)順序,用戶在排隊(duì)機(jī)前進(jìn)行抽號(hào),系統(tǒng)會(huì)生成排隊(duì)號(hào)碼并反饋給用戶和工作人員,工作人員利用該系統(tǒng)進(jìn)行叫號(hào)并且通過(guò)顯示器提醒用戶當(dāng)前所叫號(hào)數(shù),用戶可以通過(guò)該系統(tǒng)隨時(shí)了解排隊(duì)情況。該系統(tǒng)的運(yùn)用,可以極大地提高銀行排隊(duì)等待的效率,可以通過(guò)排隊(duì)自動(dòng)化、規(guī)范化來(lái)解決客戶排隊(duì)的混亂秩序,同時(shí)通過(guò)這種現(xiàn)代化信息處理,提高銀行的服務(wù)水平和質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);排隊(duì)叫號(hào);系統(tǒng)開(kāi)發(fā);
通過(guò)運(yùn)用銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行排隊(duì)來(lái)更好地在銀行服務(wù)過(guò)程中提高銀行的服務(wù)效率，解決排隊(duì)過(guò)程中的各種問(wèn)題。此系統(tǒng)能夠提高銀行的服務(wù)效率和客戶的服務(wù)體驗(yàn)。系統(tǒng)的需求分為功能需求和非功能需求兩個(gè)方面。
系統(tǒng)的功能需求：（1）通過(guò)智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)，客戶選擇自己所需的服務(wù)類型，系統(tǒng)接收客戶需要的服務(wù)的類型與客戶的信息。（2）智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)自身軟件編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)智能排隊(duì)。（3）智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)根據(jù)客戶需求和軟件運(yùn)行后生成客戶排隊(duì)?wèi){單通過(guò)打印機(jī)反饋給客戶。（4）系統(tǒng)將排隊(duì)信息通過(guò)LED屏幕實(shí)時(shí)更新顯示。（5）工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備并且控制廣播呼叫客戶進(jìn)行服務(wù)，實(shí)現(xiàn)排隊(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)更新。
系統(tǒng)的非功能性需求：（1）使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行連接，保障系統(tǒng)的安全性。（2）通過(guò)各種硬件設(shè)計(jì)和針對(duì)性的研發(fā)銀行排隊(duì)系統(tǒng)軟件相結(jié)合，來(lái)提高銀行排隊(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1硬件總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是通過(guò)取票、進(jìn)隊(duì)、排隊(duì)等候、叫號(hào)等服務(wù)模擬人排隊(duì)過(guò)程，由銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)代替人排隊(duì)的過(guò)程。首先在銀行營(yíng)業(yè)大廳擺放一臺(tái)銀行智能排隊(duì)叫號(hào)機(jī)，用戶通過(guò)點(diǎn)擊排隊(duì)機(jī)選取服務(wù)，系統(tǒng)在接受客戶請(qǐng)求后會(huì)作出反應(yīng)，反饋給客戶排隊(duì)號(hào)碼，用戶通過(guò)打印出的號(hào)碼和電子屏幕進(jìn)行等待，當(dāng)排隊(duì)進(jìn)行到客戶時(shí)，工作人員會(huì)通過(guò)系統(tǒng)聲音提示告知客戶接受服務(wù)。工作人員通過(guò)呼叫機(jī)進(jìn)行呼叫，點(diǎn)擊呼叫機(jī)“下一位”鍵，系統(tǒng)就會(huì)切換當(dāng)前號(hào)碼到下一位客戶的號(hào)碼，并在窗口顯示屏顯示。呼叫機(jī)設(shè)有“重復(fù)呼叫”鍵，可以重復(fù)告知客戶前來(lái)辦理業(yè)務(wù)。圖3硬件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。
2.2主機(jī)部分電路如圖2所示：主機(jī)部分通過(guò)窗口叫號(hào)、液晶顯示、蜂鳴器叮咚聲提示、統(tǒng)計(jì)剩余排隊(duì)人數(shù)、插隊(duì)管理等功能接收從機(jī)獲取的用戶信息進(jìn)行排隊(duì)管理。
圖1硬件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)圖2主機(jī)部分硬件電路2.3從機(jī)部分電路如圖3所示：從機(jī)部分客戶通過(guò)按鍵K0，系統(tǒng)會(huì)+1取號(hào)，并且將客戶分配的號(hào)碼在液晶屏上顯示出來(lái)，設(shè)置其較高上限為10，當(dāng)取號(hào)人數(shù)達(dá)到10人后，屏幕會(huì)作出隊(duì)伍已達(dá)上限的提示，并顯示“Thequeueisfull，pleasewait”。客戶取票后，從機(jī)會(huì)將客戶的號(hào)碼信息通過(guò)串行通信反饋給主機(jī)接收。
圖3從機(jī)部分硬件電路2.4功能部分電路設(shè)計(jì)2.4.1單片機(jī)較小系統(tǒng)電路單片機(jī)AT89C52的較小系統(tǒng)電路，包括時(shí)鐘振蕩電路、復(fù)位電路兩個(gè)部分[10]。圖4為AT89C52單片機(jī)的較小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖4單片機(jī)較小系統(tǒng)2.4.21602液晶顯示電路在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀地顯示出來(lái)，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果，另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。因此，數(shù)字顯示電路是許多數(shù)字設(shè)備不可缺少的部分。數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成[11-12]。
在本次設(shè)計(jì)中主要由1602液晶顯示器及排阻構(gòu)成顯示電路部分。P0口是一個(gè)三態(tài)雙向口，除了高、低態(tài)以外還有一個(gè)高阻態(tài)，如果不接上拉電阻，當(dāng)端口處于高電平1的狀態(tài)下，實(shí)際上端口對(duì)地、對(duì)Vcc電阻都是無(wú)窮大，即本質(zhì)上是不確定狀態(tài)，因此需要上拉電阻RESPACK-8。P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入，故不要再加上拉電阻。
由1602液晶的引腳功能可知其電路連接如圖5所示。
在排號(hào)按鍵K0操作的時(shí)候，其顯示的是“YourNo.is**!”
并按鍵依次+1，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)會(huì)顯示“Sorry，thequeueisempty!”，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)會(huì)顯示“Thequeueisfull，pleasewait”，在排號(hào)按鍵K1，K2，K3，K4操作的時(shí)候，其顯示的是“No.**cometono.**window，please!”；按鍵waiting時(shí)，顯示的是剩余隊(duì)列人數(shù)，按鍵insert時(shí)，其顯示是“insert”。2.4.3按鍵部分電路由與門和開(kāi)關(guān)按鍵組成，由其完成的功能設(shè)計(jì)硬件原理如圖6所示。按鍵接口都主要在P1輸入口處按鍵輸入，運(yùn)用按鍵中斷的方式達(dá)到隊(duì)列排號(hào)的取號(hào)和叫號(hào)的功能。
在取號(hào)操作由從機(jī)的K0鍵實(shí)現(xiàn)。初始化內(nèi)部程序，使計(jì)數(shù)從01開(kāi)始，當(dāng)按鍵次數(shù)小于10時(shí)，由循環(huán)加1，當(dāng)取號(hào)等于10時(shí)，停止排隊(duì)。
叫號(hào)主機(jī)的按鍵設(shè)計(jì)就要復(fù)雜一點(diǎn)，采用的中斷要和與門一起完成[13]。4個(gè)獨(dú)立的窗口叫號(hào)按鍵實(shí)時(shí)的取得輸入排在較前的號(hào)碼，當(dāng)4個(gè)窗口中任意一個(gè)窗口已經(jīng)使用了該號(hào)碼后，就進(jìn)行銷號(hào)處理。此時(shí)中斷中的號(hào)碼通過(guò)與門進(jìn)行消號(hào)-1和延時(shí)的效果。另外的功能按鍵與其設(shè)計(jì)原理基本一致。
2.4.4蜂鳴器子程序如圖7蜂鳴器部分所示。在按鍵K1，K2，K3，K4操作的時(shí)候，其蜂鳴器會(huì)發(fā)出“叮咚”提示顧客的提示音。本設(shè)計(jì)運(yùn)用延時(shí)程序控制接蜂鳴器的端口輸出。2.4.5TXD串行發(fā)送和RXD串行接收電路根據(jù)通信方式的不同，可以把傳輸線路分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信3種方式。在單工方式下，發(fā)送器與接收器由通信線形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單向連接，它的數(shù)據(jù)將按照固定的方向傳輸；在半雙工方式下，系統(tǒng)的通信可以完成雙向傳輸，到那時(shí)不能在發(fā)送器和接收器之間雙向同時(shí)傳輸，只能由一端到另一端；全雙關(guān)則是可以在發(fā)送器與接收器之間進(jìn)行雙向同時(shí)傳輸[14]。3種通信方式中半雙工通信方式相對(duì)操作更加輕松。本設(shè)計(jì)的傳送數(shù)據(jù)是在半雙工方式下運(yùn)行的，兩個(gè)AT89C51芯片的串行發(fā)送和串行接收端口對(duì)應(yīng)連接，如圖8所示。
圖8串行通信部分硬件電路圖
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1軟件總體設(shè)計(jì)Keiluvision4作為此排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
（1）主機(jī)部分。系統(tǒng)的主機(jī)部分就是系統(tǒng)的叫號(hào)服務(wù)終端，系統(tǒng)的主機(jī)部分構(gòu)成如表1所示。
表1系統(tǒng)主機(jī)構(gòu)成部分及實(shí)現(xiàn)功能構(gòu)成部分實(shí)現(xiàn)功能串行通信部分對(duì)從機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收捕獲按鍵信息部分本部分捕獲按鍵信息的方式是中斷方式，功能不同按鍵也就不一樣液晶顯示部分本部分通過(guò)給1602液晶顯示器寫(xiě)入指令和數(shù)據(jù)對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行顯示蜂鳴器部分本部分通過(guò)給單片機(jī)相應(yīng)接口送入高低電平并加以延時(shí)，使其實(shí)現(xiàn)發(fā)出“叮咚”聲進(jìn)行延時(shí)處理數(shù)據(jù)部分本部分主要接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)叫號(hào)、消號(hào)、統(tǒng)計(jì)等功能（2）從機(jī)部分。系統(tǒng)的取號(hào)終端作為系統(tǒng)的從機(jī)，其主要功能就是幫助客戶取號(hào)并同時(shí)將獲取數(shù)據(jù)發(fā)送至叫號(hào)服務(wù)終端。系統(tǒng)的從機(jī)主要分為以下幾部分，如表2所示。
表2系統(tǒng)從機(jī)構(gòu)成部分及實(shí)現(xiàn)功能構(gòu)成部分實(shí)現(xiàn)功能串行通信部分本部分是將用戶獲取的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)捕獲按鍵信息部分本部分通過(guò)按鍵使用戶獲得票號(hào)信息液晶顯示部分本部分通過(guò)給1602液晶顯示器對(duì)用戶獲取的票號(hào)信息進(jìn)行顯示
3.2排隊(duì)系統(tǒng)主從機(jī)軟件設(shè)計(jì)
3.2.1系統(tǒng)從機(jī)（取號(hào)終端）主程序設(shè)計(jì)取號(hào)終端的事件發(fā)生概率服從隨機(jī)按先來(lái)先排的公平排隊(duì)，由于只有一臺(tái)專門的從機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)，可以簡(jiǎn)化其流程，而在邏輯上服從隊(duì)列的先入先出算法[15]。通過(guò)單片機(jī)的中斷K0按鍵，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到按下時(shí)完成取號(hào)功能。隊(duì)列的上限是10人，當(dāng)隊(duì)列中排一人時(shí)，隊(duì)列加1，直到滿隊(duì)。主要的流程如圖9所示。
3.2.2系統(tǒng)主機(jī)（叫號(hào)終端）主程序設(shè)計(jì)主機(jī)初始化后，主機(jī)通過(guò)單片機(jī)的中斷按鍵，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到按下時(shí)完成相應(yīng)功能。
（1）接收從機(jī)發(fā)送來(lái)的信息，若隊(duì)列為空顯示“Hello!”；若隊(duì)列未滿，則在隊(duì)列取號(hào)按鍵的時(shí)候調(diào)用叫號(hào)程序?qū)崿F(xiàn)“**isleft”的字樣；若隊(duì)列已滿，則重復(fù)顯示“11isleft”。
（2）如有窗口應(yīng)答并命令時(shí)，運(yùn)用延時(shí)程序控制蜂鳴器的運(yùn)作，4個(gè)獨(dú)立的按鍵代表4個(gè)窗口實(shí)現(xiàn)顯示叫號(hào)兩用功能。
（3）可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)程序來(lái)統(tǒng)計(jì)此隊(duì)列中還有多少人在排隊(duì)等待中。總的流程是從機(jī)將較前顧客號(hào)碼發(fā)送到該主機(jī)，主機(jī)接收后可以窗口顯示并提示音呼叫、統(tǒng)計(jì)剩余人數(shù)、重置排隊(duì)等功能。主要的流程如圖10主機(jī)主程序流程所示。
3.3蜂鳴器子程序蜂鳴器子程序的主要功能是運(yùn)用延時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)不同頻率的聲音輸出[16]。程序中主要的結(jié)構(gòu)流程如圖11蜂鳴器子程序所示。
3.4LCD顯示子程序LCD顯示子程序的主要通過(guò)控制1602液晶使其對(duì)排隊(duì)系統(tǒng)的各種提示信息進(jìn)行顯示[17]。主要包括對(duì)1602液晶寫(xiě)指令、寫(xiě)數(shù)據(jù)、清屏等部分。
程序中主要的結(jié)構(gòu)流程如圖12LCD顯示子程序流程所示。
3.5窗口消號(hào)處理子程序利用與門和循環(huán)左移的方式實(shí)現(xiàn)器消號(hào)的功能，其主要的流程結(jié)構(gòu)如圖13窗口消號(hào)處理子程序所示。
圖11蜂鳴器子程序流程圖12LCD顯示子程序流程圖13窗口消號(hào)處理子程序流程
4系統(tǒng)Proteus仿真實(shí)現(xiàn)
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真軟件），從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)[18]。當(dāng)點(diǎn)擊Proteus軟件的全速運(yùn)行按鈕時(shí)，軟件提示沒(méi)有錯(cuò)誤，可以得到仿真結(jié)果。可以在Proteus中仿真人們?cè)谂抨?duì)時(shí)的幾種必要的過(guò)程，取號(hào)、叫號(hào)、蜂鳴、顯示、統(tǒng)計(jì)。
（1）當(dāng)點(diǎn)擊全速運(yùn)行按鈕，將出現(xiàn)如圖14所示仿真結(jié)果，表示的是判斷隊(duì)列為空時(shí)主從機(jī)運(yùn)行的結(jié)果，沒(méi)有人進(jìn)行排隊(duì)。
圖14機(jī)判斷為空時(shí)運(yùn)行仿真（2）當(dāng)有人進(jìn)行排隊(duì)時(shí)，按K0鍵中的排隊(duì)輸入號(hào)碼，即是現(xiàn)實(shí)中排在隊(duì)伍中等待的模擬部分，在此過(guò)程中順序已經(jīng)在隊(duì)列中確定，此時(shí)可以節(jié)省時(shí)間從事另外的某些事情，較大排隊(duì)數(shù)是10。當(dāng)排隊(duì)數(shù)達(dá)到較大時(shí)，從機(jī)部分顯示的是“Thequeueisfull，pleasewaiting!”，這隊(duì)列已經(jīng)滿了，請(qǐng)等一等，而主機(jī)部分的號(hào)碼顯示為“**isleft”，如圖15所示（3）當(dāng)某窗口需要叫號(hào)時(shí)，可以按K1，K2，K3，K4鍵代表不同的獨(dú)立窗口并有提示音，即相當(dāng)于模擬人排在隊(duì)伍中等待窗口內(nèi)的呼叫。由按鍵中斷方式實(shí)現(xiàn)LCD數(shù)碼顯示功能，由延時(shí)程序控制蜂鳴器的提示音。達(dá)到雙重保險(xiǎn)效果，看顯示器的“No.排隊(duì)號(hào)碼cometoNo按鍵代表的窗口window，Please”，請(qǐng)幾號(hào)到幾號(hào)窗口來(lái)，同時(shí)有“叮咚”加以提示客戶，這樣確保不會(huì)因不留意而錯(cuò)過(guò)機(jī)會(huì)。如圖16所示。
圖16按K1鍵兩次時(shí)的仿真結(jié)果（4）當(dāng)你在窗口前想要了解你所在的隊(duì)伍中還剩余多少人要辦理業(yè)務(wù)時(shí)，即在人們排隊(duì)時(shí)焦急等待的在計(jì)算何時(shí)輪到自己時(shí)的現(xiàn)象。可按waiting鍵，運(yùn)用窗口消號(hào)處理和鍵盤(pán)中斷來(lái)處理此項(xiàng)功能。即為顯示還有多少人在排隊(duì)等待中，其LCD數(shù)碼顯示為共辦理了幾人業(yè)務(wù)。如圖17所示為排隊(duì)6人，1號(hào)窗口已經(jīng)辦理了前2人的業(yè)務(wù)，按waiting鍵時(shí)，LCD顯示的是“04isleft”，剩余4人，圖17為按waiting鍵的結(jié)果。
5結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種使用AT89C52單片機(jī)作為核心的銀行智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)。通過(guò)使用兩塊AT89C52芯片外加相應(yīng)功能模塊，經(jīng)過(guò)預(yù)研、硬件設(shè)計(jì)、繪制電路圖、軟件設(shè)計(jì)等一系列操作，分別構(gòu)成主機(jī)（叫號(hào)系統(tǒng)）與從機(jī)（排隊(duì)系統(tǒng)），兩者經(jīng)過(guò)結(jié)合后完成了一個(gè)具有排隊(duì)叫號(hào)功能的智能排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)。較后通過(guò)Proteus仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，使系統(tǒng)達(dá)到要求的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的。本文給出了該設(shè)計(jì)方法的原理說(shuō)明和具體的設(shè)計(jì)電路，敘述了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)以及軟件的設(shè)計(jì)，同時(shí)給出了重要程序的流程。
此次設(shè)計(jì)較終實(shí)現(xiàn)的功能是：（1）當(dāng)客戶使用排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行排隊(duì)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)排隊(duì)并生成排隊(duì)序號(hào)反饋給客戶。
（2）當(dāng)系統(tǒng)排隊(duì)完成后，會(huì)將排隊(duì)信息發(fā)送給叫號(hào)系統(tǒng)，同時(shí)在主LCD屏幕上顯示當(dāng)前排隊(duì)信息。（3）服務(wù)人員通過(guò)叫號(hào)系統(tǒng)按鍵叫號(hào)下一位客戶，叫號(hào)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)蜂鳴器呼叫用戶，當(dāng)前用戶號(hào)碼會(huì)在窗口LCD屏幕顯示提醒客戶，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)反饋給排隊(duì)系統(tǒng)更新信息。
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