胡浩

摘要：中国当今社会，经济发展达到了较高的程度，银行作为经济流通枢纽，工作流程必须顺应时代不断进行改进。

本系统是基于51单片机的原理，以51单片机为主控单元，再结合按键、液晶显示、语音播报等模块来模拟银行排队呼叫系统，通过按键模拟一行窗口的呼叫，按下其中的一个按键，显示器就将显示对应的排队号和窗口号，并同时发出语音提示。显示器不仅能显示窗口号，还可以显示当前等待的人数，以及当时的排队号。

银行排队呼叫系統是针对银行大厅工作流程而设计，是利用计算机的智能计算来管理用户排队的系统，能很好的解决用户在银行柜台排队办理业务时所遇到的拥挤、混乱等现象，能有效的提高用户的体验舒适度。

关键词：语音播报；液晶显示；排队系统；单片机最小系统

一、课题研究背景及意义

中国当今社会，经济发展达到了较高的程度，人民的物质生活质量也在逐步提高，资金的存取、流动与购买各种金融理财项目已经是人们日常生活中的普遍经济行为，而银行作为社会资金的流通枢纽，在社会各个层次的企业、单位、个人的经济行为中占据了非常重要的地位。

而在银行面对用户的工作过程中，除了极少部分的VIP用户可以通过专属VIP通道快速办理业务外，大部分用户都只能通过排队到柜台窗口办理业务，而银行面向人群极其庞大，导致排队的过程漫长而难熬。因此，传统的窗口排队服务显然无法给用户带来舒适便捷的服务，而智能排队呼叫系统的开发可以充分的解决这一矛盾，在使银行工作更加效率的同时，也能有效解决 顾客站立等待、服务混乱、人员冲突等问题，还能节省顾客的等待时间，提高社会效率。

二、系统实况方框图

在该系统（银行排队呼叫系统）设计的准备阶段，通过分析行业现状和需要实现的功能，再通过网络和图书等途径对国内外的各种相关设计方案进行了观察比较，对该系统硬件和相关软件的设计做了较为详细的研究和分析，确立了数个方案，结合实际情况和自身能力选取了其中最合适的一个方案，在后文中将对该设计方案的全部内容进行介绍并分析这个方案的优势及劣势。

本设计是以STC89C52RC单片微机SCMC（single chip micro computer）作为主控单元，结合其他功能模块，达到模拟银行排队呼叫系统功能的目的。

三、系统主控制单元

STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。P2口（P2.0～P2.7）是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，在此系统中连接按键模块，接收按键模块发送的叫号机或者柜台的信号输入。P0口（P0.0～P0.7）是一个位漏极开路的双向I/O口，在此系统中连接LCD1602液晶显示模块，控制液晶显示屏进行图像显示。P1.0、P1.1、P1.5分别连接LCD1602的RS、WR、E接口，通过这些引脚将单片机处理过的命令发送至LCD1602，控制液晶显示屏具体显示哪些字符。P3.0、P3.1是单片机的串行数据接收口（RXD）和发送口（TXD），在此系统中连接JQ8400语音模块，控制语音模块进行音频的播放、停止、选曲等操作。

四、时钟电路

时钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算与控制过程都是在统一的时序脉冲的驱动下进行的。如果单片机的时钟电路停止工作（晶振停振），那么单片机也就停止运行了。STC89C52单片机的18脚和19脚是晶振引脚，接一个11.0592MHz的晶振（它每秒振荡11059200次），外加两个20pF的电容，电容的作用是帮助晶振起振，并维持振荡信号的稳定。

五、复位电路

STC89C52的按键复位电路。当按键没有按下时，电路同上电复位电路。在运行过程中按下复位键，RST引脚上的电位变为高电平，高电平会持续到按键释放，从而使单片机实现按键复位。

六、语音播报模块

本系统采用的语音模块为JQ8400语音模块。JQ8400支持SPIFLASH模拟成U盘，能像U盘一样方便的更新内存中的语音片段。支持播放、暂停、选曲、停止、切换等常用功能，支持智能组合播放，对特点路径中的歌曲进行组合，发送曲目名即可。JQ8400用途广泛，功能齐全，能完美的实现呼叫系统的真人语音播报功能。JQ8400的14、15脚分别连接单片机的串行数据发送口（TXD）和接收口（RXD），以接收单片机的指令，控制模块内的喇叭按指令播放语音模块的Flash库中存放的语音段。当按键没有按下时，电路同上电复位电路。在运行过程中按下复位键，RST引脚上的电位变为高电平，高电平会持续到按键释放，从而使单片机实现按键复位。

七、按键控制模块

连接单片机的P2口（P2.0～P2.7），其中P2.0～P2.3为输出口，连接4条行线；P2.4～P2.7为输入口，连接4条列线。按键控制模块使用的是行列扫描法。将所有行线置为低电平，读取列线电平以判断键盘中是否由按键按下，如果有，再将所有列线全部置为低电平，检测行线的电平状态，如果检测到某行电平状态为低电平，则该行与之间检测到的低电平列线的相交处的按键就是被按下的按键。

八、系统软件模块设计

系统通电启动时，各模块进行初始化，LCD1602液晶显示屏显示初始界面。当按键控制模块检测到取号按钮被按下时，排队号码+1，单片机控制液晶显示屏显示当前排队号码；当检测到窗口的呼叫按钮被按下时，排队号码-1，单片机控制液晶显示屏显示“please NO.X to windows X”，并由语音模块进行播报提示；当窗口呼叫按钮按下时已无排队人数，则界面变成初始界面，直至有人按下取号按钮。

当有按键按下时，矩阵键盘逐线扫描，得出被按下的键的键码，发送至单片机，判断识别是取号键还是叫号键，并对识别结果作计算处理，再选择进行用户取号操作或者柜台叫号操作。

在本系统中采用的是一块4*4的矩阵键盘。系统设置有三个按键，分别为：客户取号键、1号窗口叫号键、2号窗口叫号键，如图3.7所示，设置的三个按键在矩阵键盘上的位置对应为：客户取号键K15，1号窗口叫号键K1，2号窗口叫号键K2。系统在运行期间持续对三个按键所在行列线进行扫描并进行按键消抖以确认按键位置。LCD1602液晶显示屏的接口原理图如图3.6所示。LCD1602液晶显示模块的内部可以看成两组寄存器：指令寄存器IR，数据寄存器DR，由RS引脚控制。在对寄存器进行存取之前，需要检查LCD的忙碌标志BF的状态，由此标志的状态来获知LCD内部的工作状态，判断是否允许接受控制命令。

通过指令控制码对LCD1602的显示模式、字符发生地址、显示地址等参数进行设定后，再通过发送数据对显示的内容进行设置。

参考文献：

[1] 四连，王善伟，李石林.单片机原理及应用项目化教程：C语言版[M].北京：中国水利水电出版社，2016.8.

[2]高锋.单片微型计算机原理与接口技术，第二版[M].北京：科学出版社，2007.

[3]宋雪松，李冬明， 崔长胜. 手把手教你学51单片机[M]. 北京： 清华大学出版社，2014.

[4]胡汉才.单片机原理与接口技术[M].北京；清华大学出版社，1995.6.