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：
图1-1电路总体框图
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
（2）取号机原理图
图2-13：从机电路原理图
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：
图2-2：单片机复位电路和时钟电路
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：
(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。
图a ：24L01与单片机连接图
图b ：5V 转3.3V 电源
图2-3：nRF24L01与单片机接口电路及3.3V 电源
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
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
图3-1：叫号系统程序流程图
（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。
图3-2：取号系统程序流程图
参考文献：
[1] 罗志会, 刘一农. Proteus在单片机课程设计中的应用与实践[J]. 实验室科学. 2009(06). [2] 胡汉才编著. 单片机原理及其接口技术[M]. 清华大学出版社, 2004. [3] 徐爱钧.8051单片机实践教程[M]. 电子工业出版社, 2005
[4] 于海滨, 曾鹏. 分布式无线传感器网络协议研究. 通信学报.2004,25(l0) [5] 王锦标. 计算机控制系统. 北京:清华大学出版社.2005
[6] 王殊, 阎毓杰, 胡富平, 屈晓旭. 无线传感器网络的理论及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社.2007
[7] 彭超. 面向数据采集的多层次无线传感器网络网络的设计与实现. 浙江大学硕士学位论文.2008 [8] 李积芳, 刘文, 袁勇. 单片机系统的可靠性与抗干扰分析[J]. 新疆职业大学学报. 2009(01) [9]熊杰. 基于NRF2401射频模块的温度测量系统的设计[J]. 鄂东职业技术学院机电工程系.2012(12) [10] 陈丽娟, 常丹华. 基于nRF2401芯片的无线数据通信[J]. 电子器件. 2006(01) [11]NRF24L01芯片手册 [12]DHT11芯片手册
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：
图1-1电路总体框图
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
（2）取号机原理图
图2-13：从机电路原理图
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：
图2-2：单片机复位电路和时钟电路
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：
(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。
图a ：24L01与单片机连接图
图b ：5V 转3.3V 电源
图2-3：nRF24L01与单片机接口电路及3.3V 电源
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
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
图3-1：叫号系统程序流程图
（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。
图3-2：取号系统程序流程图
参考文献：
[1] 罗志会, 刘一农. Proteus在单片机课程设计中的应用与实践[J]. 实验室科学. 2009(06). [2] 胡汉才编著. 单片机原理及其接口技术[M]. 清华大学出版社, 2004. [3] 徐爱钧.8051单片机实践教程[M]. 电子工业出版社, 2005
[4] 于海滨, 曾鹏. 分布式无线传感器网络协议研究. 通信学报.2004,25(l0) [5] 王锦标. 计算机控制系统. 北京:清华大学出版社.2005
[6] 王殊, 阎毓杰, 胡富平, 屈晓旭. 无线传感器网络的理论及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社.2007
[7] 彭超. 面向数据采集的多层次无线传感器网络网络的设计与实现. 浙江大学硕士学位论文.2008 [8] 李积芳, 刘文, 袁勇. 单片机系统的可靠性与抗干扰分析[J]. 新疆职业大学学报. 2009(01) [9]熊杰. 基于NRF2401射频模块的温度测量系统的设计[J]. 鄂东职业技术学院机电工程系.2012(12) [10] 陈丽娟, 常丹华. 基于nRF2401芯片的无线数据通信[J]. 电子器件. 2006(01) [11]NRF24L01芯片手册 [12]DHT11芯片手册