基于單片機的銀行排隊呼叫系統

胡浩

摘要：中國當今社會，經濟發展達到了較高的程度，銀行作為經濟流通樞紐，工作流程必須順應時代不斷進行改進。

本系統是基于51單片機的原理，以51單片機為主控單元，再結合按鍵、液晶顯示、語音播報等模塊來模擬銀行排隊呼叫系統，通過按鍵模擬一行窗口的呼叫，按下其中的一個按鍵，顯示器就將顯示對應的排隊號和窗口號，并同時發出語音提示。顯示器不僅能顯示窗口號，還可以顯示當前等待的人數，以及當時的排隊號。

銀行排隊呼叫系統是針對銀行大廳工作流程而設計，是利用計算機的智能計算來管理用戶排隊的系統，能很好的解決用戶在銀行柜臺排隊辦理業務時所遇到的擁擠、混亂等現象，能有效的提高用戶的體驗舒適度。

關鍵詞：語音播報；液晶顯示；排隊系統；單片機最小系統

一、課題研究背景及意義

中國當今社會，經濟發展達到了較高的程度，人民的物質生活質量也在逐步提高，資金的存取、流動與購買各種金融理財項目已經是人們日常生活中的普遍經濟行為，而銀行作為社會資金的流通樞紐，在社會各個層次的企業、單位、個人的經濟行為中占據了非常重要的地位。

而在銀行面對用戶的工作過程中，除了極少部分的VIP用戶可以通過專屬VIP通道快速辦理業務外，大部分用戶都只能通過排隊到柜臺窗口辦理業務，而銀行面向人群極其龐大，導致排隊的過程漫長而難熬。因此，傳統的窗口排隊服務顯然無法給用戶帶來舒適便捷的服務，而智能排隊呼叫系統的開發可以充分的解決這一矛盾，在使銀行工作更加效率的同時，也能有效解決 顧客站立等待、服務混亂、人員沖突等問題，還能節省顧客的等待時間，提高社會效率。

二、系統實況方框圖

在該系統（銀行排隊呼叫系統）設計的準備階段，通過分析行業現狀和需要實現的功能，再通過網絡和圖書等途徑對國內外的各種相關設計方案進行了觀察比較，對該系統硬件和相關軟件的設計做了較為詳細的研究和分析，確立了數個方案，結合實際情況和自身能力選取了其中最合適的一個方案，在后文中將對該設計方案的全部內容進行介紹并分析這個方案的優勢及劣勢。

本設計是以STC89C52RC單片微機SCMC（single chip micro computer）作為主控單元，結合其他功能模塊，達到模擬銀行排隊呼叫系統功能的目的。

三、系統主控制單元

STC89C52RC是STC公司生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節系統可編程Flash存儲器。P2口（P2.0～P2.7）是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，在此系統中連接按鍵模塊，接收按鍵模塊發送的叫號機或者柜臺的信號輸入。P0口（P0.0～P0.7）是一個位漏極開路的雙向I/O口，在此系統中連接LCD1602液晶顯示模塊，控制液晶顯示屏進行圖像顯示。P1.0、P1.1、P1.5分別連接LCD1602的RS、WR、E接口，通過這些引腳將單片機處理過的命令發送至LCD1602，控制液晶顯示屏具體顯示哪些字符。P3.0、P3.1是單片機的串行數據接收口（RXD）和發送口（TXD），在此系統中連接JQ8400語音模塊，控制語音模塊進行音頻的播放、停止、選曲等操作。

四、時鐘電路

時鐘電路為單片機產生時序脈沖，單片機所有運算與控制過程都是在統一的時序脈沖的驅動下進行的。如果單片機的時鐘電路停止工作（晶振停振），那么單片機也就停止運行了。STC89C52單片機的18腳和19腳是晶振引腳，接一個11.0592MHz的晶振（它每秒振蕩11059200次），外加兩個20pF的電容，電容的作用是幫助晶振起振，并維持振蕩信號的穩定。

五、復位電路

STC89C52的按鍵復位電路。當按鍵沒有按下時，電路同上電復位電路。在運行過程中按下復位鍵，RST引腳上的電位變為高電平，高電平會持續到按鍵釋放，從而使單片機實現按鍵復位。

六、語音播報模塊

本系統采用的語音模塊為JQ8400語音模塊。JQ8400支持SPIFLASH模擬成U盤，能像U盤一樣方便的更新內存中的語音片段。支持播放、暫停、選曲、停止、切換等常用功能，支持智能組合播放，對特點路徑中的歌曲進行組合，發送曲目名即可。JQ8400用途廣泛，功能齊全，能完美的實現呼叫系統的真人語音播報功能。JQ8400的14、15腳分別連接單片機的串行數據發送口（TXD）和接收口（RXD），以接收單片機的指令，控制模塊內的喇叭按指令播放語音模塊的Flash庫中存放的語音段。當按鍵沒有按下時，電路同上電復位電路。在運行過程中按下復位鍵，RST引腳上的電位變為高電平，高電平會持續到按鍵釋放，從而使單片機實現按鍵復位。

七、按鍵控制模塊

連接單片機的P2口（P2.0～P2.7），其中P2.0～P2.3為輸出口，連接4條行線；P2.4～P2.7為輸入口，連接4條列線。按鍵控制模塊使用的是行列掃描法。將所有行線置為低電平，讀取列線電平以判斷鍵盤中是否由按鍵按下，如果有，再將所有列線全部置為低電平，檢測行線的電平狀態，如果檢測到某行電平狀態為低電平，則該行與之間檢測到的低電平列線的相交處的按鍵就是被按下的按鍵。

八、系統軟件模塊設計

系統通電啟動時，各模塊進行初始化，LCD1602液晶顯示屏顯示初始界面。當按鍵控制模塊檢測到取號按鈕被按下時，排隊號碼+1，單片機控制液晶顯示屏顯示當前排隊號碼；當檢測到窗口的呼叫按鈕被按下時，排隊號碼-1，單片機控制液晶顯示屏顯示“please NO.X to windows X”，并由語音模塊進行播報提示；當窗口呼叫按鈕按下時已無排隊人數，則界面變成初始界面，直至有人按下取號按鈕。

當有按鍵按下時，矩陣鍵盤逐線掃描，得出被按下的鍵的鍵碼，發送至單片機，判斷識別是取號鍵還是叫號鍵，并對識別結果作計算處理，再選擇進行用戶取號操作或者柜臺叫號操作。

在本系統中采用的是一塊4*4的矩陣鍵盤。系統設置有三個按鍵，分別為：客戶取號鍵、1號窗口叫號鍵、2號窗口叫號鍵，如圖3.7所示，設置的三個按鍵在矩陣鍵盤上的位置對應為：客戶取號鍵K15，1號窗口叫號鍵K1，2號窗口叫號鍵K2。系統在運行期間持續對三個按鍵所在行列線進行掃描并進行按鍵消抖以確認按鍵位置。LCD1602液晶顯示屏的接口原理圖如圖3.6所示。LCD1602液晶顯示模塊的內部可以看成兩組寄存器：指令寄存器IR，數據寄存器DR，由RS引腳控制。在對寄存器進行存取之前，需要檢查LCD的忙碌標志BF的狀態，由此標志的狀態來獲知LCD內部的工作狀態，判斷是否允許接受控制命令。

通過指令控制碼對LCD1602的顯示模式、字符發生地址、顯示地址等參數進行設定后，再通過發送數據對顯示的內容進行設置。

參考文獻：

[1] 四連，王善偉，李石林.單片機原理及應用項目化教程：C語言版[M].北京：中國水利水電出版社，2016.8.

[2]高鋒.單片微型計算機原理與接口技術，第二版[M].北京：科學出版社，2007.

[3]宋雪松，李冬明， 崔長勝. 手把手教你學51單片機[M]. 北京： 清華大學出版社，2014.

[4]胡漢才.單片機原理與接口技術[M].北京；清華大學出版社，1995.6.