基于单片机的银行排队系统的设计

滕丽丽

济南职业学院电子工程系，山东济南 250100

0 引言

随着市场经济的发展，客户在市场交易中的地位越来越重要，个人化的服务已成趋势，提供舒适的服务环境已成竞争的重要手段。多窗口类别的服务往往让人无所适从，客户盼望只排一个队，只接受“一对一”的服务。营业窗口是形成银行、电信、航空、医院等企业的公众形象的重要因素，因此，排队管理系统应运而生，它彻底解决了银行、医院等服务性企业普遍存在的站立等候、服务无序的问题，深化并完善了服务的质量[1]。市场上已有成品的排队机系统，但存在系统庞大、结构复杂、维护管理不便、成本普遍较高等缺陷。本文以价格低廉的单片机为系统主控 CPU，设计并研制出体积小、结构简单、可靠性高、维护操作方便、性价比较高的银行排队系统。

1 系统方案

1.1 设计要求

在用户机端，当顾客按下排号机上办理业务的对应按键时，打印机可打印出相应的用户凭条，凭条上显示号码和所办理的业务类型，并提示客户注意显示屏上显示的内容；对应银行工作人员工作台前的LED灯就会点亮，以提示工作人员有顾客在等候办理业务。当工作人员按下工作台上的工作按键时，扬声器就会发出语音提示，同时LCD显示屏也显示相关内容，以提示顾客到相应窗口办理业务。

1.2 功能分析

硬件系统由主控制器、键盘模块、液晶显示模块、打印机模块、语音模块、时钟模块等组成，与软件结合，实现排队叫号的功能。主控制器中的单片机采用STC89C52RC。键盘共设计了11个按键，其中3个按键是业务选择按键，用来给顾客选择业务。另外8个按键分配给8个柜台，当服务完一位顾客后可直接按叫号控制按键叫下一位顾客。其工作流程是：当顾客按下业务选择按健时，打印机就会打印用户凭条，顾客取得凭条后即可坐在座位上等待语音提示。当1号柜台的服务员做完一笔业务后，按下1号柜台控制器的叫号控制按键，由主控制器控制的叫号系统就会自动叫到下一个号码，如“1001”号，语音系统就会播出“请VIP业务1001号顾客到1号柜台办理”的语音提示，并且在显示牌上显示“NO.1001 PLEAESE GO TO COUNTER 1”。

1.3 系统框图

根据设计要求和功能分析，将系统分为主控制器模块、语音模块、时钟模块、键盘及LED指示灯模块、液晶显示模块等几部分，系统框图如图1所示。

2 硬件电路设计

2.1 键盘及LED指示灯模块

系统采用独立键盘模拟用户案件及后台叫号按键，用发光二极管指示业务处理情况，由于按键和led灯数量较多，这里采用了两片74HC573来驱动，通过控制74HC573的OE脚来选择P1口当前的工作状态。

2.2 液晶显示模块

液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。系统采用控制器为ST7920的带字库的LCD12864用来显示用户机信息，该液晶显示器由两个64×64点阵屏组成，可以显示字符、汉字、图形等。12864通过一片74HC573与单片机连接，P2.4作为控制引脚，P1口传送数据。用LCD1602来显示业务处理叫号信息，P2口传送数据。在实际的使用中，可以采用大型点阵屏来显示。

图1 系统硬件框图

2.3 语音[2]及时钟模块

业务叫号模块采用了语音芯片PM50100，PM50系列语音芯片是中青世纪科技公司2003年开发的智能语音产品，它由专用的语音单片机和FLASHRAM存储器集合构成，它既有几秒到100秒的多段语音播放功能，也有单片机可编程的智能特性，其音质水平、价格都要优于著名的ISD系列语音芯片。本系统中只需要语音播放的功能，因此芯片中已经预先录制好了需要播放的声音，使用时只需编程将其读出即可。其电路连接如图4所示。系统打印需要显示时间，这里采用了PCF8563时钟芯片， PCF8563是PHILIPS公司设计生产的经典工业级实时时钟芯片（RTC），IIC总线接口，具有功耗低、精度高等特点，广泛应用于电表、水表、气表、电话等产品。

2.4 打印机模块

打印机用于打印用户凭条，这里采用热敏式微型打印机，热敏打印机打印速度快，噪音小，打印头很少出现机械损耗，并且不需要色带，免去了更换色带的麻烦，缺点是打印出来的东西不能无限期保存，一般在避光的条件下可以保存1年～5年，由于打印的是用户凭条，用户业务处理完毕后，该凭条即失效，因此普通的热敏打印机完全可以满足需求。本系统使用的打印机使用串口通信。

3 软件设计[3]

由于系统所控制的对象较多，各个模块之间需要协调配合工作，各个芯片的驱动程序独立编写，主要有LED灯驱动、按键驱动、液晶显示驱动、IIC总线驱动、打印机驱动、语音芯片驱动、时钟芯片驱动等，各驱动程序相对简单，在此不再赘述。

系统程序采用模块化设计，程序主要包括主控程序、用户排队处理程序、业务员操作控制程序等。整个系统的协调管理由主控程序完成。

3.1 用户排队处理程序

用户机的处理程序，主要包括显示排队菜单、检测用户按键、打印排队凭条、提示处理窗口等。显示排队菜单程序是控制LCD12864显示开机信息、用户菜单及打印内容等，提示处理窗口程序是控制LED灯显示可以处理业务的窗口，打印排队凭条是打印当前排队次序及需要等待的人数等，检测按键程序用于检测是否有用户及用户所选择的业务等。用户排队处理程序流程图如图2所示。

3.2 业务员操作控制程序

图2 用户排队处理程序流程图

业务员操作控制程序主要包括业务员按键检测模块、语音叫号模块、叫号显示模块、业务处理指示灯模块等。业务按键检测模块用于业务员处理完当前业务后呼叫下一位用户，语音叫号模块用于呼叫下一位用户，业务处理指示灯模块用于指示是否有办理相关业务的用户在等待，其程序流程图如图3所示。

图3 业务员操作控制程序

4 结论

该系统是一个模拟系统，实际应用中需要远距离传输，可采用RS485协议标准传输，显示用户叫号屏可采用大屏幕的LED显示器。本系统可以应用于人员比较多的银行、电信、航空、医院等窗口服务场所。这种现代化的高科技产品彻底解决了银行、医院等服务性场所普遍存在的站立等候枯燥、服务无序的问题，降低了成本，提高了服务质量。

[1]孙丽英，时立文，孙艳彬，等.单片机在医院排队叫号系统中的应用[J].自动化技术与应用，2006，25(2)：77-78.

[2]吴昌东，江桦.PM50100语音芯片与单片机的USB接口[J].电子元器件应用，2007，9(9)：24-25.

[3]赵亮，侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].北京：人民邮电出版社，2003.