通信工程技术用FPGA实现银行叫号系统gnse.docx
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1、武汉理工大学通信工程应用技术课设报告书目录摘要1Absttracct21、设计计内容332、系统统整体设设计原理理42.1 排队系系统的基基本功能能42.2 系统工工作原理理42.3 软件操操作流程程53、电路路硬件模模块设计计63.1 业务调调度模块块设计663.1.1 时时钟电路路63.1.2 复复位电路路73.2 排队子子系统模模块设计计83.3 工作人人员服务务模块设设计83.4 业务提提示模块块设计883.4.1 LLCD液液晶屏单单元83.4.2 语语音播放放单元993.5电电源设计计104、整体体电路图图115、系统统软件设设计1225.1 通信协协议1225.2 业务调调度系统
2、统程序设设计1335.3排排队子程程序设计计145.4 服务子子程序设设计1445.5业业务提示示子程序序设计1156、电路路仿真结结果1667、总结结198、参考考文献220附录 C源程程序代码码21摘要目前,在在以银行行营业大大厅为代代表的窗窗口业务务,大量量客户的的拥挤排排队已成成为了这这些企事事业单位位改善服服务品质质、提升升企业形形象的主主要障碍碍。排队队叫号系系统的使使用将成成为改变变这种情情况的有有力手段段。排队队系统完完全模拟拟了人群群排队的的全过程程,通过过取票进进队。排排队等待待、叫号号服务等等功能,很很好的解解决了客客户在服服务机构构办理业业务是所所遇到的的各种排排队、拥
3、拥挤和混混乱现象象,代替替了人们们站队的的辛苦,把把顾客等等待的烦烦恼变成成了一段段难得的的休闲时时光,使使客户拥拥有了一一个自由由的空间间和一份份美好的的心情。本本次课程程设计详详细的介介绍了设设计的整整过程,各各个子系系统的设设计规则则,而且且还基于于MATTLABB做了简简单的仿仿真。关键字:窗口业业务、排排队等待待、呼叫叫服务、设设计、MMATLLABAbsttracctAt ppressentt, iin tthe bussineess halll oof tthe bannk aas tthe reppressenttatiive of thee wiindoow sservvic
4、ee, aa laargee nuumbeer oof ccusttomeers queeuinng hhas beccomee thhe mmainn obbstaaclee too thhesee ennterrpriisess too immproove serrvicce qquallityy, eenhaancee coorpooratte iimagge. Thee usse oof qqueuuingg syysteem wwilll beecomme aa poowerrfull meeanss too chhangge tthiss siituaatioon. Queeuin
5、ng ssysttem is fullly simmulaatess thhe wwholle pproccesss off thhe ccrowwd qqueuuingg, tthe ticckett innto thee teeam. Quueuiing, quueuiing andd seerviice funnctiionss, iis aa veery goood ssoluutioon tto ccusttomeers in thee seerviice bussineess is enccounnterred queeuinng, croowdeed aand chaaotiic
6、 pphennomeena, innsteead of peooplee liine up harrd, makke ccusttomeer wwaittingg annnoyyancce iintoo a rarre lleissuree tiime, soo thhat cusstommerss haave a ffreee sppacee annd aa goood moood.Keywwordds: winndoww seerviice, waaitiing in linne, calll sservvicee, ddesiign, MAATLAAB1、设计计内容由于嵌入入式的电电路板
7、比比较复杂杂,而次次设计用用单片机机可以实实现,所所以相对对来说用用单片机机设计比比较简单单,程序序设计也也比较方方便。通过编程程对SYYC899C522输入/输出接接口进行行控制,并并对16602液液晶显示示屏进行行操作,使使之显示示相关信信息。当两个业业务办理理窗口中中的某一一个有一一个人的的事务办办理完毕毕时对应应窗口的的工作者者便按下下叫号键键,通过过液晶显显示“Noww Noo.X comme tto NNo.XX wiindoow!”的信息息,通知知持有下下一个号号码的人人前来。当前来办办理事务务的人按按下领号号键后,若若能正常常领号,则则液晶显显示“Youur nnumbber
8、is X.”的信息息。若检检测到等等待的人人数(通通过液晶晶显示)达到220时,蜂蜂鸣器“报警”,任一一窗口处处的叫号号键被按按下,则则液晶显显示“Queeue is fulll,ccomee laaterr.”的信息息,同时时领号被被禁止,但但仍可以以叫号,即即持有号号码的人人继续办办理业务务,直到到等待的的人数小小于200才能继继续领号号。另外外有一个个统计客客流量的的按键,按按下则显显示“Noww thhe ttotaal nnum is X”,即到到目前为为止领过过号的总总人数,并并在液晶晶右侧显显示仍在在等待的的人数。系系统工作作过程中中每按下下任一个个按键时时蜂鸣器器发出响响声。叫
9、叫号系统统每次结结束工作作时恢复复到初始始状态。焊好电路路确定芯芯片与外外围电路路的接口口后,只只需写程程序对芯芯片I/O口进进行操作作,便可可实现信信息的显显示、传传递等功功能。单单片机芯芯片相对对集成度度更高,成成本也比比较低。并并且电路路连接比比较简单单,调试试过程中中只需改改动程序序,信息息显示也也更直观观。系统统稳定性性足够满满足设计计要求。2、系统统整体设设计原理理智能排队队叫号系系统是提提高窗口口服务行行业的办办公效率率,解决决顾客排排队等候候问题的的有利工工具。本本文设计计的嵌入入式智能能排队叫叫号系统统基本完完全模拟拟人群排排队过程程,通过过取号、进进队、排排队等待待、叫号号
10、服务等等功能代代替人们们站队,实实现机器器自动代代替人排排队的过过程。可可以适用用于银行行、工商商、税务务、医院院等窗口口比较繁繁忙的地地方2.1 排队系系统的基基本功能能(1)银银行门口口有一个个叫号机机,在客户户操作下下可打印印出一个个顺序号号;客户按按照顺序序号依次次到银行行窗口办办理业务务;(2)叫叫号机支支持两类类业务:现金业业务和非非现金业业务。办办理现金金业务的的窗口有有3个,办办理非现现金业务务的窗口口有2个,称称为综合合窗口;现金业业务窗口口只能办办理现金金业务,而而综合业业务窗口口可以办办理现金金业务和和非现金金业务;(3)非非现金业业务优先先级高,综综合业务务窗口只只有在
11、没没有非现现金业务务情况下下,才能能办理现现金业务务;(4)银银行工作作人员在在办理了了一个客客户业务务后,按按一个呼呼叫按钮钮,由系系统安排排其下一一个办理理业务的的顺序号号;顺序序号在窗窗口前的的LEDD屏上显显示的同同时进行行语音播播音,提提示客户户前来办办理业务务;设计计一个叫叫号调度度系统,实实现对办办理银行行业务的的排队和和调度。2.2 系统工工作原理理集排队系系统服务务主机与与取号机机一体的的嵌入式式排队叫叫号主机机服务器器设置在在服务大大厅,客客户进入入大厅,选选择自己己需要的的服务类类别,记记下当前前排队的的序号,然然后到相相应的休休息区等等待。服服务大厅厅设有一一个LEED
12、显示示屏,用用于对当当前的操操作进行行提示。当当窗口的的工作人人员开始始进行客客户服务务时,查查询相应应的排队队队列,响响应请求求,并在在LEDD显示屏屏上显示示相应消消息,并并驱动语语音呼叫叫系统给给出语音音提示:请xxxx号到到xx号窗窗口。如图1所所示,排排队系统统基本流流程图以以所要处处理的排排队信息息为主体体,从客客户在发发号机上上按下按按键后产产生的一一条记录录开始,给给出了数数据处理理的整个个流程。图1 系系统流程程图本文所设设计的嵌嵌入式系系统所遵遵循的软软件和硬硬件协同同设计的的方法和和特点,即即软硬件件设计是是并行且且交叉的的,两者者互相支支持、互互相提供供开发的的平台。可
13、可以设计计出整个个系统的的结构如如图2所示,整整个系统统主要由由排队子子系统、业业务调度度系统、业业务提示示系统组组成。图2 系系统结构构图排队子系系统同时时涉及到到客户的的操作和和工作人人员的操操作,其其简单的的工作流流程为:顾客到到达服务务大厅后后,先到到排队发发号机上上选择自自己需要要的服务务类型,得得到自己己的服务务序号后后,到相相应的休休息位置置等候语语音呼叫叫,同时时关注LLCD液液晶屏的的显示,当当被叫到到自己的的排队号号时,根根据语音音提示和和LCDD屏显示示信息到到相应窗窗口办理理业务;工作人人员到达达指定的的窗口后后,待准准备好服服务客户户时按下下呼叫键键开始工工作,每每服
14、务完完一个客客户后就就按呼叫叫键呼叫叫下一位位客户。2.3 软件操操作流程程本设计中中自动排排队叫号号软件的的模拟操操作流程程如下:1、系统初始化主程序不断扫描按键,等待外部信号的到来。2、领号者领号需要领号的人只需按下领号键,若领号成功,则系统显示所领取的号码,否则等待片刻再前来领号。3、工作人员叫号 窗口工作者按下叫号键,通知下一位顾客前来办理业务,若无人正在等待,则返回信息给工作人员。4、若等待人数超过限制,系统报警,领号暂停。否则领号、叫号工作继续进行,到系统关闭为止。图3 软软件流程程框图3、电路路硬件模模块设计计系统是一一个简单单的分布布式控制制系统,系系统硬件件由排队队子系统统模
15、块、工工作人员员服务模模块、业业务调度度模块和和业务提提示模块块等模块块构成,考考虑到节节约系统统开发成成本及时时间等因因素,排排队子系系统模块块和工作作人员服服务模块块均使用用按键模模拟;业业务调度度模块的的核心芯芯片选用用价格较较低且性性能较佳佳的STTC899C544单片机机;业务务提示模模块的核核心芯片片选择的的是ISSD40004语语音存储储控制芯芯片和LLCD116022。3.1 业务调调度模块块设计51单片片机是对对目前所所有兼容容Inttel 80331指令令系统的的单片机机的统称称。该系系列单片片机的始始祖是IInteel的80331单片片机,后后来随着着Flaash rom
16、m技术的的发展,8031单片机取得了长足的进展,成为目前应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出,在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。要使得单单片机能能够正常常工作,那那么就需需要时钟钟电路和和复位电电路。单单片机的的时钟信信号用来来提供单单片机内内各种微微操作的的时间基基准,复复位操作作则使单单片机的的片内电电路初始始化,使使单片机机从一种种确定的的状态运运行。3.1.1 时时钟电
17、路路单片机的的时钟信信号通常常用两种种电路形形式得到到:内部部振荡方方式和外外部振荡荡方式。在在引脚XXTALL1和XTAAL2外接晶晶体振荡荡器或陶陶瓷谐振振器,就就构成了了内部振振荡方式式。由于于单片机机内部有有一个高高增益反反相放大大器,当当外接晶晶振后,就就构成了了自激振振荡器,并并产生振振荡时钟钟脉冲。内内部振荡荡方式如如图3所示。图图中,电电容C11,C2起稳稳定振荡荡频率、快快速起振振的作用用。电容容值一般般为530ppF。内内部振荡荡方式所所得的时时钟信号号比较稳稳定,实实用电路路中使用用较多。在在本设计计中,需需要得到到稳定的的时钟脉脉冲,因因而我们们采用内内部振荡荡方式,其
18、其电路图图如图33所示。图4内部部振荡方方式3.1.2 复复位电路路复位操作作完成单单片机片片内电路路的初始始化,使使单片机机从一种种确定的的状态开开始运行行。当单单片机的的复位引引脚出现现5mss以上的的高电平平时,单单片机就就完成了了复位操操作。如如果RSST持续续为高电电平,单单片机就就处于循循环复位位状态,而而无法执执行程序序,因此此要求单单片机复复位后能能脱离复复位状态态。根据应用用的要求求,复位位操作通通常有两两种基本本形式:上电复复位、开开关复位位。上电电复位要要求接通通电源后后,自动动实现复复位操作作。开关关复位要要求在电电源接通通的条件件下,在在单片机机运行期期间,如如果发生
19、生死机,用用按钮开开关操作作使单片片机复位位。本设计中中,上电电且开关关复位的的电路如如图4所示。上上电后,由由于电容容的充电电,使RRST持续一一段高电电平时间间。当单单片机已已在运行行之中时时,按下下复位键键也能使使RSTT持续一一段时间间的高电电平,从从而实现现上电且且开关复复位的操操作。通通常选择择C=110330uFF,R=110k,本设设计中,选选择C=10,R=110k。图5复位位电路综上所述述,单片片机的最最小系统统电路图图如图55所示。图6单片片机最小小系统3.2 排队子子系统模模块设计计排队子系系统模块块是用作作客户选选择服务务类型的的,按照照设计要要求,本本排队子子系统模
20、模块需要要实现叫叫号机支支持两类类业务:现金业业务和非非现金业业务。因因而我们们需要设设定两个个按键来来选择不不同的业业务在此此我使用用的是两两个按键键来区分分不同的的业务,其其电路图图如图66。其中中,当客客户按下下按键11时,代代表其选选择的是是现金业业务,当当客户按按下按键键2时,代代表其选选择的是是非现金金业务。图7 用用户叫号号模块3.3 工作人人员服务务模块设设计工作人员员服务模模块是给给工作人人员进行行操作的的,当工工作人员员处理完完一次服服务时,按按下服务务窗口的的叫号按按键,就就能够对对下一位位客户进进行服务务,设计计要求中中要求一一共要有有5个服务务窗口,那那么,我我们在这
21、这里设计计5个按键键分别代代表5个窗口口的工作作人员的的操作。3.4 业务提提示模块块设计3.4.1 LLCD液液晶屏单单元在本设计计中,我我选用了了LCDD16002作为为显示模模块。液晶显示示器(LLCD)以其具具有功耗耗低,体体积小,重重量轻,超超薄等许许多其他他显示器器无法比比你的优优点,而而被广泛泛用于单单片机控控制的智智能仪器器、仪表表和低功功耗电子子产品中中。LCCD16602智智能显示示模块可可以实现现两行每每行166个字符符的显示示。该LLCD116022外围电电路简单单,程序序控制易易实现。其其中D00D77是数据据接口,用用以接收收单片机机的数据据,VSSS是电电源地,V
22、DD是正5V逻辑电源,V0是驱动电源,RS选择输入的是数据还是命令,R/W选择读写操作,E为使能信号。LCD1602有很多指令供使用者调用,能够实现基本的显示功能。LCD1602接口电路如图7。图8 LCDD16002显示示模块电电路3.4.2 语语音播放放单元语音播放放单元的的核心芯芯片采用用的是IISD公公司的IISD440044语音芯芯片,其其工作电电压为33V,单单片录放放时间为为16mmin,音音质好。该该芯片采采用CMMOS技技术,内内含振荡荡器、防防混淆滤滤波器、平平滑滤波波器、音音频放大大器、自自动静噪噪及高密密度多电电平闪烁烁存贮陈陈列,其其设计是是基于所所有操作作必须由由微
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