基于单片机银行排队叫号系统设计
- 格式：doc
- 大小：222.00 KB
- 文档页数：8
河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
1 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
毕业设计（论文）题目：基于单片机银行排队叫号系统设计
专业（方向）：电子信息工程
学 生 信 息： 学号： 姓名： 班级：
指导教师信息： 姓名： 职称：
告提交日期：2014年4月4日- -2013年4月14日
1 总体概述
本课题设计要求实现银行排队无线呼叫功能，由一个叫号系统和一个取号系统组成，叫号系统和取号系统的单片机都采用STC89C52。叫号系统由MCU控制器、nRF24L01无线模块、12864液晶显示模块和按键，用以显示银行的处理序号和下一位要处理的序号；取号系统主要由MCU控制器、nRF24L01无线模块、12864液晶显示模块组成，实现排队的处理序号。叫号系统和取号系统通过无线收发模块进行通信，实现对电路的控制。
电路总体框架如下：
注释：
1.按键A、B分别用于叫号机系统控制客户普通号和贵宾号的类型；
2.按键C分别用于取号机系统控制客户在排队系统中的序列。
2 硬件电路的各模块设计
2.1总电路原理图
取号机和从号机的原理图如下：
（1）叫号机原理图 叫号机 取号机
图1-1电路总体框图 按键A 按键B 按键C STC89C52单片机 无线网络模块nRF24l01 12864
无线网络模块nRF24l01 STC89C52单片机 12864 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
2 图2-13：从机电路原理图
（2）取号机原理图
图2-1-1 叫号机系统原理图
图2-1-2 取号机系统原理图 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
3
2.单片机复位电路及时钟电路设计
51单片机的复位电路由按键、10uf电容、10k电阻组成，用于单片机的上电复位和按键复位。当给单片机上电时由于电容两端电压的不可突变性，使单片机的RESET为高电平，使单片机复位；同理，当按键按下时，单片机RESET为高电平，使单片机复位。
51单片机的时钟电路由12M晶振、2个小于47pf的电容组成，用以给单片机提供内部工作时钟。电路图如图2-1：
3. nRF24L01无线模块与单片机接口电路设计
nRF24L01与单片机的接口电路如图所示。nRF24L01供电电压范围为1.9~3.6V，超过3.6V则会烧坏，推荐使用3.3V供电。单片机的P13-P17分别与NRF24L01的CE、CSN、SCK、MISO、MOSI相连接，实现对NRF24L01的配置和数据的读写；单片机的INT0引脚与NRF24L01的IRQ连接，当NRF24L01接收到数据或应答信号、重发超过设定值时则产生中断，通知单片机进行相应的动作。虽然STC89C52单片机没有SPI接口，但可以用普通的IO口进行模仿，所以只需要普通的IO口就可以了。
使用NRF24L01无线模块时，如果单片机供电是5V的，且单片机IO口输出电流超过10mA，需要串联电阻分压，否则容易烧毁模块。如果是3.3V的，可以直接和RF24l01模块的IO口线连接。如果是5V的，一般串接2K的电阻。
nRF24L01与单片机的接口电路如图2-7中的图a。nRF24L01供电电压范围为1.9~3.6V，超过3.6V则会烧坏，推荐使用3.3V供电，3.3V电源如图2-7中的图b。除电源和接地端，其余脚都可以直接和普通的5V单片机IO口直接相连，无需电平转换。当然对3V左右的单片机更加适用了。硬件上面没有SPI的单片机也可以控制本模块，用普通单片机IO口模拟SPI不需要单片机真正的串口介入，只需要普通的单片机IO口就可以了，当然用串口也可以了。
引脚说明如下： 图2-2：单片机复位电路和时钟电路 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 4 (1) GND：接地线。
(2) VCC：接3.3V电源。
(3) CE ：芯片的模式控制线。 在CSN 为低的情况下，CE协同NRF24L01 的CONFIG 寄存器共同决定NRF24L01 的状态。
(4) CSN ：芯片的片选线，CSN 为低电平芯片工作。
(5) SCK：芯片控制的时钟线（SPI 时钟）
(6) MOSI：芯片控制数据线（Master output slave input）
(7) MISO ：芯片控制数据线（Master input slave output）
(8) IRQ：中断信号。无线通信过程中MCU主要是通过IRQ 与NRF24L01 进行通信。
4. 12864与单片机接口电路设计
系统中主节点的显示模块采用12864，带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
基本特性:
（1）、低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）（2）、显示分辨率:128×64点 （3）、内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) （4）、内置 128个16×8点阵字符 （5）、2MHZ时钟频率
管脚功能示意图如下 图2-3：nRF24L01与单片机接口电路及3.3V电源 图a：24L01与单片机连接图 图b：5V转3.3V电源 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
5 管脚号 管脚名称 电平 管脚功能描述
1 VSS 0V 电源地
2 VCC 3.0+5V 电源正
3 V0 - 对比度（亮度）调整
4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据
RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据
5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0
R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的数据被写到IR或DR
6 E(SCLK) H/L 使能信号
7 DB0 H/L 三态数据线
8 DB1 H/L 三态数据线
9 DB2 H/L 三态数据线
10 DB3 H/L 三态数据线
11 DB4 H/L 三态数据线
12 DB5 H/L 三态数据线
13 DB6 H/L 三态数据线
14 DB7 H/L 三态数据线
15 PSB H/L H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）
16 NC - 空脚
17 /RESET H/L 复位端，低电平有效（见注释2）
18 VOUT - LCD驱动电压输出端
19 A VDD 背光源正端（+5V）（见注释3）
20 K VSS 背光源负端（见注释3）
电路原理图中的部分如下图所示：
图2-4-1 12864功能管脚示意图
图2-4-2 12864与单片机连接示意图 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
6
3 软件设计
本系统软件包括叫号机程序和取号机程序。叫号系统和取号系统程序都主要包括单片机控制模块、NRF24L01无线接收程序模块、12864液晶显示程序模块和按键控制程序模块。
1 系统程序流程图
（1）叫号系统程序流程图
开始
初始化单片机、12864、nRF24L01端口
按键按下？
是否普通号？
图3-1：叫号系统程序流程图 Y N
A窗口 B窗口 显示当前处理的号码
显示下一个处理的号码
Y N 河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告
7
（2）取号程序流程图
4．进一步需要解决的问题
此次毕业设计大致可以分成三歩。
1、收集资料，掌握相关的知识，进行总体构思。
2、系统硬件设计，绘制系统电路原理图及硬件电路的焊接。
3、编写系统相关软件并进行调试完善。
按照任务书的要求和安排，目前系统硬件电路设计焊接已经完成，并基本完成了软件程序设计。这一时期主要就是收集相关文献，进行总体设计构思、方案论证以及器件选型。通过设计系统的具体框架，对每一部分进行了仔细分析与研究，设计了系统硬件电路原理图。目前系统硬件电路原理图已绘制完成，硬件电路也焊接完成，并进行了初步的调试,但是在实际的环境中，不稳定的因素会很多，需要我们耐心的完成一项一项的调试工作，并对调试结果做一定的修改。
5．后期工作安排
后期的工作安排主要包括：
1、进一步完善系统硬件电路和软件的设计，并进行系统软硬件性能、指标和功能分析。
2、进行系统调试实验与测试。
3、根据调试实验结果对系统软硬件设计进行改进。对调试实验结果进行分析并给出结论。
4、用所学知识对结论予以分析及整理，撰写毕业论文。
按键按下？
显示当前用户的号码以及排队的总人数 开始
初始化单片机、12864、nRF24L01端口
Y N
图3-2：取号系统程序流程图
