基于multisim的銀行自動叫號系統(tǒng)仿真設(shè)計

1、武漢理工大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 唐玉坤 專業(yè)班級： 通信1102班 指導(dǎo)教師： 艾青松 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 銀行自動叫號系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 初始條件：本設(shè)計既可以使用集成譯碼器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器和必要的門電路等，也可以使用單片機系統(tǒng)構(gòu)建。用數(shù)碼管、LED燈顯示結(jié)果。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計工作量及技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計工作量：1周。2、技術(shù)要求：1）叫號系統(tǒng)的工作流程為：拿號、排號、叫號。2）顧客按下拿號鍵以后，系統(tǒng)根據(jù)排隊人數(shù)自動為該顧客排號，拿號端兩位數(shù)碼管顯示該顧客的編號。系統(tǒng)最大接受30個排號，即

2、1號到30號。當(dāng)排號超過30時，拿號端兩位數(shù)碼管全滅，報警LED燈亮。3）有5個窗口為顧客辦理業(yè)務(wù)。當(dāng)銀行客服人員按下自己窗口的叫號鍵時，叫號端兩位數(shù)碼管顯示當(dāng)前排在第一位的號碼。其他窗口按下叫號鍵時，所叫號碼將依次后移。4）當(dāng)30個號碼全部叫完，拿號端自動恢復(fù)拿號，報警LED燈熄滅。5）確定設(shè)計方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時間安排：1、 2013年5 月17日，布置課設(shè)具體實施計劃與課程設(shè)計報告格式的要求說明

3、。2、 年 月 日至 年 月 日，方案選擇和電路設(shè)計。3、 年 月 日至 年 月 日，電路調(diào)試和設(shè)計說明書撰寫。4、 2013年 7月 5日，上交課程設(shè)計成果及報告，同時進(jìn)行答辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘 要 本文設(shè)計了一套銀行排隊叫號系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以排隊抽號順序為核心，客戶利用客戶端抽號，工作人員利用叫號端叫號；通過顯示器及時顯示當(dāng)前所叫號數(shù)，客戶及時了解排隊信息，通過合理的邏輯結(jié)構(gòu)來執(zhí)行排隊抽號。以提高排隊等待效率，解決排隊秩序混亂，前擁后擠等現(xiàn)象，實現(xiàn)排隊自動化，規(guī)范化。通過該系統(tǒng)的使用，客戶不必為排隊浪費大量精力，便于管理排隊秩序，同時適應(yīng)信息

4、時代管理數(shù)字化的要求，提高服務(wù)水平與質(zhì)量。 本系統(tǒng)分為拿號和叫號模塊，每個模塊都由計數(shù)器、譯碼器、七段數(shù)碼管組成，且計數(shù)均為30進(jìn)制。拿號端設(shè)有報警電路，拿號不得超過30，否則報警燈亮，數(shù)碼管滅。而叫號端除計數(shù)叫號外，還有恢復(fù)拿號端拿號的功能。同時叫號端五個按鍵控制，都能執(zhí)行叫號端功能，即實現(xiàn)五個窗口客服的工作。關(guān)鍵詞：計數(shù)器；譯碼；報警；仿真IAbstractThis paper has designed a bank queuing system. The system is based queuing pumping number sequence as the core, custom

5、ers take advantage of client-side pumping number, called the number of staff using the end call number; through the display shows the current time of the call numbers, customers line up to keep abreast of information, through reasonable and logical structure to perform queuing pumping number. Waitin

6、g in line to improve the efficiency of solving queuing disorder, the former owner after squeezing phenomenon, to achieve queuing automation and standardization. Through the use of the system, customers do not have to queue up wasting a lot of energy, easy to manage queuing order, while adapting to t

7、he digital information age management requirements, improve service levels and quality.The system is divided into number and called the number to get modules, each module consists of counters, decoders, seven-segment digital tubes, and the count is 30 hex. No end to get a alarm circuit, take number

8、shall not exceed 30, or warning lights, LED off. In addition to counting the number calling client called the number, there are number of side take to get numbers to restore function. Also called the number ends five control buttons, can be executedCalled the number end function, namely to achieve f

9、ive windows customer service job.Keyword:counter；decoding;alerting;simulationII摘 要1Abstract21.銀行自動叫號系統(tǒng)總方案11.1方案一11.2方案二11.3方案三21.4系統(tǒng)方案對比論證22.單元電路的設(shè)計與元器件的選擇32.1顯示模塊的選擇論述32.2計數(shù)模塊的選擇論述32.3譯碼模塊的選擇論述6圖2.3 74LS48引腳及連接圖63.總電路圖及仿真83.1總電路83.2分電路93.2.1拿號模塊93.2.2叫號模塊103.3仿真實現(xiàn)123.3.1拿號排號功能123.3.2報警并停止拿號133.3.3叫

10、號功能143.3.4啟動拿號端154.實物的制作與調(diào)試164.1實物的制作164.2電路的調(diào)試175.心得體會186.參考文獻(xiàn)19附錄 元器件清單201.銀行自動叫號系統(tǒng)總方案1.1方案一所示的原理框圖，通過按鍵給計數(shù)器脈沖，并通過譯碼器驅(qū)動數(shù)碼管顯示，完成取號、叫號功能，同時叫號端接有LED報警燈實現(xiàn)提示客戶的作用。 譯碼器 計數(shù)器數(shù)碼顯示示數(shù)碼顯示 取號按鍵 報警燈 譯碼器 計數(shù)器數(shù)碼顯示叫號按鍵 圖1.1 方案一系統(tǒng)框圖1.2方案二采用如圖2所示的原理框圖，以 ATMEGA16單片機為核心，利用微動開關(guān)抽號及叫號，經(jīng)單片機處理后，輸出到LCD1602上顯示，完成排隊取號流程。圖1.2方案

11、二系統(tǒng)框圖1.3方案三采用如圖3所示原理框圖，用微動開關(guān)進(jìn)行抽號叫號，然后經(jīng)由基本門電路進(jìn)行處理，最后輸出顯示在數(shù)碼管上?；鹃T電路 數(shù)碼管顯示叫號按鍵抽號按鍵圖1.3方案三系統(tǒng)框圖1.4系統(tǒng)方案對比論證方案三最為麻煩，所需門電路很多。方案二所用單片機較貴，且對匯編程序未能準(zhǔn)確掌握。方案一原理簡單，所用知識與學(xué)習(xí)同步。綜上所訴，選用方案一進(jìn)行設(shè)計制作。2.單元電路的設(shè)計與元器件的選擇2.1顯示模塊的選擇論述常用顯示模塊有數(shù)碼管、LED顯示屏、LCD屏。由于數(shù)碼管亮度高，顯示大。驅(qū)動部份的軟件簡單，且本電路要求顯示內(nèi)容較少，故采用采用七段數(shù)碼管顯示數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼

12、管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)

13、字段就不亮。2.2計數(shù)模塊的選擇論述 計數(shù)器種類很多，按構(gòu)成計數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用同一個時鐘脈沖來區(qū)分同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。根據(jù)進(jìn)制的不同，有二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計數(shù)器。根據(jù)計數(shù)的增減趨勢，又分為加法、減法、可逆計數(shù)器等等。 74LS290為二一五一十進(jìn)制計數(shù)器，它具有工作性能穩(wěn)定的優(yōu)點， 輸出數(shù)字量與積分器時間常數(shù)無關(guān)， 對干擾（如工頻干擾等） 有很強的抑制作用。圖2.1 74LS290邏輯圖及引腳圖計數(shù)器有三種工作狀態(tài)： (1)置9：當(dāng)R91=R92=1時，計數(shù)器置“9”，即QD=QC=QB=QA=1(2)復(fù)位：當(dāng)R01=R02=1且置9端的R91或R92之中有一個接“0”，就可

14、使計數(shù)器清零復(fù)位，即QD=QC=QB=QA=0。 (3)計數(shù)：當(dāng)R01、R02中有一個接“0”，且R91、R92中也有一個接“0”時，為計數(shù)狀態(tài)。此時，若時鐘端INA或INB有脈沖作用，便可進(jìn)行計數(shù)。由74LS290組成十進(jìn)制計數(shù)器、三進(jìn)制計數(shù)器的原理電路如圖U4和U3所示。在圖U4計數(shù)器的R01、R02、R91、R92接地，計數(shù)器工作在計數(shù)狀態(tài)。脈沖送入INA端，QA輸出端接INB端，這就組成BCD碼十進(jìn)制加法計數(shù). 圖U3是采用反饋置零法組成的六進(jìn)制計數(shù)器原理圖。脈沖接INB端，使用二-五十進(jìn)制的五進(jìn)制電路。在該電路中將QB、QC相與反饋到R01和R02復(fù)位端。計數(shù)器由0000開始計數(shù)，2

15、個時鐘脈沖到來后，QDQCQB=010。第3個時鐘脈沖到來時，出現(xiàn)QDQCQB=011，由于QCQB端相與后接R01和R02，則R01=R02=1。于是計數(shù)器強迫立即清零?！?11”這一狀態(tài)轉(zhuǎn)瞬即逝，輸出立即回到“0000”狀態(tài)?？梢娪嫈?shù)器只有3個穩(wěn)定狀態(tài)，故稱它為三進(jìn)制計數(shù)器。圖2.2 74LS290組成十進(jìn)制計數(shù)器 如果將十進(jìn)制的QD輸出端送三進(jìn)制電路的INB，電路如圖2.6.3，每當(dāng)?shù)?0個脈沖來到后，QD由“1”變?yōu)椤癘”相當(dāng)于一個下降沿，使三進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)，這樣就構(gòu)成了一個30進(jìn)制計數(shù)器。2.3譯碼模塊的選擇論述譯碼器是一種將二進(jìn)制數(shù)譯成十進(jìn)制數(shù)的器件，為與七段數(shù)碼管匹配，本電路采用

16、4線-7線譯碼器74LS48，做BCD碼七段譯碼器兼驅(qū)動器。圖2.3 74LS48引腳及連接圖74LS48D具有以下特點：（1）7段譯碼功能（LT=1，RBI=1） 在燈測試輸入端（LT）和動態(tài)滅零輸入端（RBI）都接無效電平時，輸入DCBA經(jīng)7448譯碼，輸出高電平有效的7段字符顯示器的驅(qū)動信號，顯示相應(yīng)字符。 （2）消隱功能（BI=0） 此時BI/RBO端作為輸入端，該端輸入低電平信號時，無論LT 和RBI輸入什么電平信號，不管輸入DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“0”，7段顯示器熄滅。該功能主要用于多顯示器的動態(tài)顯示。 （3）燈測試功能（LT = 0） 此時BI/RBO端作為輸出端， LT端

17、輸入低電平信號時，輸出全為“1”，顯示器7個字段都點亮。該功能用于7段顯示器測試，判別是否有損壞的字段。 （4）動態(tài)滅零功能（LT=1，RBI=0）此時BI/RBO端也作為輸出端，LT 端輸入高電平信號，RBI 端輸入低電平信號，若此時DCBA = 0000，表1倒數(shù)第2行，輸出全為“0”，顯示器熄滅，不顯示這個零。DCBA0，則對顯示無影響。該功能主要用于多個7段顯示器同時顯示時熄滅高位的零。3.總電路圖及仿真 3.1總電路圖3.1 總電路圖上半部分為拿號模塊，下半部分為叫號模塊。由按鈕J6連接的模塊為拿號端，由按鈕J1-J5連接的模塊為叫號端。當(dāng)顧客按下拿號鍵J1，拿號端數(shù)碼管顯示該顧客編

18、號，后面的顧客再次按鍵時，數(shù)碼管顯示的編號依次加一，此即為拿號排號。叫號端5個窗口相應(yīng)的按鍵J1-J5為叫號鍵，任一窗口的客服人員按鍵，叫號端數(shù)碼管都會顯示當(dāng)前呼叫的顧客編號，再次按鍵（J1-J5中任一個），數(shù)碼管顯示的編號會依次加一，此即為叫號。3.2分電路3.2.1拿號模塊圖3.2 拿號電路（拿號端啟動后）顧客按鍵， 系統(tǒng)給顧客排號，同時顯示于數(shù)碼管，排號順序030，如此循環(huán)。當(dāng)?shù)?0位顧客按鍵，系統(tǒng)給其排號為30并顯示于數(shù)碼管。后面的顧客再次按鍵，數(shù)碼管會熄滅，同時報警燈亮，且該狀態(tài)一直持續(xù)到叫號結(jié)束3.2.2叫號模塊圖3.3 叫號電路五個窗口的任一叫號鍵被按下，數(shù)碼管會顯示待服務(wù)的顧客

19、編號，即叫號，順序0-30，如此循環(huán)當(dāng)叫號端顯示了30號過后，客服再次按下叫號鍵，叫號端本身顯示為0號，等待按鍵叫號，同時拿號端的報警燈熄滅，拿號端數(shù)碼管顯示為0號，等待新一輪的按鍵去拿號排號3.3仿真實現(xiàn)3.3.1拿號排號功能圖3.4拿號排號功能按下J6鍵，對應(yīng)的數(shù)碼管顯示一個號碼，再次按下，數(shù)碼管顯示的號碼加一。多次按鍵，號碼從,00-30依次循環(huán)。說明拿號排號成功 3.3.2報警并停止拿號圖3.5報警功能3.3.3叫號功能圖3.6叫號功能按下J1-J5中的任一鍵，叫號端數(shù)碼管顯示一個號碼，再次按下，號碼依次加一。多次按鍵，號碼從00-30循環(huán)，說明叫號成功3.3.4啟動拿號端圖3.7 恢

20、復(fù)拿號功能當(dāng)叫號端顯示30時，再次按下J1-J5叫號鍵，叫號端數(shù)碼管顯示00，同時拿號端數(shù)碼管也顯示00，報警燈LED1熄滅。而后按J6鍵，拿號端又開始排號；按J1-J5，叫號端重新開始叫號。說明叫號端啟動新一輪的拿號叫號工作。4.實物的制作與調(diào)試4.1實物的制作由于萬用板上電路走線比較困難，且受實驗室條件限制，沒有多的杜邦線用于連接，因此將電路置于面包板上。制作好后的實物如圖4-1所示。圖4.1 實物圖4.2電路的調(diào)試進(jìn)行整體電路調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)排號到30時，再按拿號鍵，LED燈始終不亮。據(jù)此判斷74LS08引腳連線可能出錯。檢查并改正線路連線，重新實驗驗證，使LED燈亮。叫號端叫號29而后，LED燈熄滅，拿號端數(shù)碼管也顯示出00，據(jù)此判斷叫號端計數(shù)器輸出連接到74LS00，74LS08的線路有誤。檢查并改正線路連線，重新實驗驗證，達(dá)到了要求