基于uc银行排队叫号模拟系统(winxp)

来源：互联网发布：淘宝美食网编辑：程序博客网时间：2024/05/08 14:53

1、系统简介

为了使得银行的各种业务有序的进行，设计一个排队系统是很有必要的，银行客户业务分为对公业务、VIP业务、水电费业务、个人储蓄业务等，对不同的客户应该有不同的服务，有不同的服务优先级，如对公业务就应该能够很快的使其获得服务，本系统根据银行业务的实际情况，使用UC/OSII 进行开发，该系统的开发利用UC/OSII嵌入式操作系统可以使得软、硬件的成本降低很多。而且系统的稳定也得到了保证，且实时性比较强，对硬件的要求也不是很高。

2、系统设计

2.1、实时操作系统简介

实时操作系统就是在处理数据时结果必须正确，同时要预定的时间内完成，二者都不能少，在时间的要求上又有强实时和弱实时，在任务调度中可分为可抢占式和不可抢占式。

UC/OSII是一种嵌入式实时操作系统，有很强的实时性、可裁剪性、容易移植等优点。它可以实现多任务管理、任务调度、时钟管理、任务间的同步、内存管理等。uC/osII 是可抢占式的，任务的调度按优先级调度，高优先级可抢占低优先级的任务。

2.2、系统详细设计

2.2.1 、总体设计思路

根据业务用户的不同分别用不同的队列来进行存放，分为公用、VIP和其他用户3类，分别用3个任务模拟银行窗口，键盘输入来选择用户类型，同一类用户的优先权一样，所以有新的用户到达时就加到相应的队尾，3个模拟程序就查找队列中的元素，查找的顺序为公用，VIP，和其他用户队列不为空就取出队首进行服务。用户通过键盘输入选择用户类型输入1为公用用户，输入2为VIP用户，输入3为其他用户，用户加到队尾进入排队状态，当模拟程序完成一个服务后就进行查找，查找队列不为空就取出队首，并把用户从队列中删除，进行服务。若所有队列为空模拟程序就停下来，显示相应的任务没有服务。

总体服务流程图如下：

2.2.2、关键数据设计

1、自定义结构：

名称

成员

描述

备注

USER_Q

INT16U rear;

INT16U front;

USER user[MAX_SIZE];

rear指向队尾

rear指向队首

user存放用户

可以通过修改MAX_SIZE来设置最大用户数

USER

INT16U type;

INT16U num;

type 用户类型

num 用户排队号

2、主要数据：

名称

类型

描述

USER_Q Vip

USER_Q

VIP队列

USER_Q Public

USER_Q

公用队列

USER_Q Other

USER_Q

其他用户科队列

*User_Queue

OS_EVENT *

VIP队列信号量

*User_Queue1

OS_EVENT*

公用队列信号量

*User_Queue2

OS_EVENT*

其他队列信号量

2.2.3、关键模块设计

1、用户的操作部分

当用户到达时系统会为其分配一个排队号，便使用户进入到队列中去。当用户看完病后要从队列中移除。

用户添加到队列：调用函数In_Enqueue(uq,user)将用户添加到相应的队尾

void User_Add_Queue(USER_Q *uq,USER *user,INT8U y)

{

INT8U err;

char *s;

err = In_Enqueue(uq,user);

if(err==0)

{ s ="";

s = " QUEUE IS FULL!";

PC_DispStr(20,10,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

sprintf(s,"%d_USER %d HAS IN QUEUE!%d %d %d",user->type,user->num,err,uq->front,uq->rear);

PC_DispStr(20,11,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

函数In_Enqueue(uq,user)：

BOOLEAN In_Enqueue(USER_Q *uq,USER *user1){//入列

if(uq->front == (uq->rear+1)%MAX_SIZE)

{

return 0;

}

else

{

uq->rear = (uq->rear+1)%MAX_SIZE;

uq->user[uq->rear] = *user1;

return 1;

}

2、用户出队操作：

该模块通过查找队列，首先调用isEmpty(uq)查看队列是否为空，不为空时，获得队列中的头元素，返回并删除。

USER *User_Del_Queue(USER_Q *uq,INT8U y)

{

INT8U err;

INT16U i;

USER *user1;

char *s;

// err = Get_Front(uq);

if(isEmpty(uq) == 0)

{

i = Del_Equeue(uq);

user1 = &(uq->user[i]);

sprintf(s,"%d's turn!",user1->num);

PC_DispStr(1,12,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

user1 = NULL;

s="";

s = "NO USER1!";

PC_DispStr(1,12,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

return user1;

}

isEmpty(uq)模块：

BOOLEAN isEmpty(USER_Q *uq){//判断队是否为空

if(uq->front == uq->rear)

{

return 1;

}

else

{

return 0;

}

3、队列操作

各模块：

模块名

参数类型

作用

void Set_q_null(USER_Q *uq)

USER_Q

置空队

BOOLEAN isEmpty(USER_Q *uq)

USER_Q *uq

判断队是否为空

BOOLEAN In_Enqueue(USER_Q *uq,USER *user)

USER_Q *uq,USER *user

将user添加到uq中

INT16U Del_Equeue(USER_Q *uq);

USER_Q *uq

返回队列uq头元素的位置并删除

2.2.4关键任务

1、用户入队任务

创建一个任务来进行用户入队的操作，队列使用循环队列，若队列未满时用户直接加到队尾，队列满时就不能加进去。队列是一个互斥资源，所以在操作时要申请信号量用系统函数OSSemPend()，操作完成后释放信号量调用系统函数OSMutexPost()，用户添加调用函数User_Add_Queue(&Other,user,y)；用户获得相关的服务序号并进入队列。

申请信号量：3 个队列

OS_EVENT *User_Queue;

OS_EVENT *User_Queue1;

OS_EVENT *User_Queue2;

流程如下：

添加用户源码：

函数创建获得菜单任务后挂起自己，在muen被赋值后获得菜单任务激活它，并根据muen的值添加用户到队列中。同时用户获得相应的服务序号。

用户添加调用函数：

void GetNumTask(void *pdata)

{

INT8U err;

USER *user;//定义用户

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3

OS_CPU_SR cpu_sr;

#endif

pdata = pdata;

for (;;)

{

Show_Muen();

OSTaskCreate(Get_Meun,//创建获得用户输入任务

(void *)0,

&Task_MeunStk[TASK_STK_SIZE-1],

5);

OSTaskSuspend(4);//挂起自己

switch(meun)

{

case 1:/*设置用户并添加到相应的队列中*/

OSMutexPend(User_Queue,0,&err);

OS_ENTER_CRITICAL();

user->num = ++user_num;

user->type = 1;

User_Add_Queue(&Vip,user,y);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue);

break;

case 2:

OSMutexPend(User_Queue1,0,&err);

user->num = ++user_num;

user->type = 2;

OS_ENTER_CRITICAL();

User_Add_Queue(&Public,user,y);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue1);

break;

case 3:

OSMutexPend(User_Queue2,0,&err);

OS_ENTER_CRITICAL();

user->num = ++user_num;

user->type = 3;

User_Add_Queue(&Other,user,y);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue2);

break;

case 4: ;break;

default:break;

};

meun = 4;

user = NULL;

//PC_DispClrScr(DISP_BGND_BLACK);

y = 0;

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 200); //等待

}

将用户添加到相应队列的队尾。

void User_Add_Queue(USER_Q *uq,USER *user,INT8U y)

{

INT8U err;

char *s;

err = In_Enqueue(uq,user);

if(err==0)

{

s = " QUEUE IS FULL!";

PC_DispStr(10,++y,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

sprintf(s,"%d_USER %d HAS IN QUEUE!%d %d %d",user->type,user->num,err,uq->front,uq->rear);

PC_DispStr(10,10,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

2、获得菜单任务：

获得用户键盘输入后对muen进行赋值

void Get_Meun(void *pdata)//获得键盘输入的值

{

INT16S get_key;

char *s;

pdata = pdata;

if (PC_GetKey(&get_key) == TRUE)

{

switch(get_key)

{

case 0x31:// 1

s ="";

s = "choice 1";

PC_DispStr(10,++y,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);meun = 1;break;

case 0x32:// 2

s ="";

s = "choice 2";

PC_DispStr(10,++y,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);meun = 2;break;

case 0x33://3

s ="";

s = "choice 3";

PC_DispStr(10,++y,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);meun = 3;break;

default:

s ="";

s = "choice err";

PC_DispStr(10,++y,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);meun = 4;break;

}

OSTaskResume(4);

OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);

}

3、模拟任务

若队列未空就取出队首，并删除队列中取出的元素。

模拟任务函数原型：

在任务中直接调用服务子函数：

对于银行窗口模拟程序Task0～Task2都是同样的，

void Task0(void *pdata)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3

OS_CPU_SR cpu_sr;

#endif

pdata = pdata;

for (;;)

{

do_Sevece(10,0,0);

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0);

}

服务子函数原型：

同样的要对队列进行操作所以都要申请资源；在调用函数User_Del_Queue()进行取出和删除队首。

void do_Sevece(INT8U x,INT8U t,INT8U c) //服务函数

{

INT8U err;

char *s;

USER *user;

if(isEmpty(&Public) == 0) //如果公共队列不为空

{

OSMutexPend(User_Queue,0,&err);//获得用户队列的互斥信号量

OS_ENTER_CRITICAL(); //不能中断

user = User_Del_Queue(&Public,x); //取出队头并删除

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue);

sprintf(s,"Task %d Working for PUBLIC!num:%d",t,user->num);

PC_DispStr(c+1,x+5,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

sprintf(s,"Wrok over!!num:%d",user->num);

PC_DispStr(c+1,x+6,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

if(isEmpty(&Vip) == 0)

{

OSMutexPend(User_Queue1,0,&err);

OS_ENTER_CRITICAL();

user = User_Del_Queue(&Vip,x);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue1);

sprintf(s,"Task %d Working for VIP!num:%d",t,user->num);

PC_DispStr(c+1,x+8,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

sprintf(s,"Wrok over!!num:%d",user->num);

PC_DispStr(c+1,x+9,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

if(isEmpty(&Other) == 0)

{

OSMutexPend(User_Queue2,0,&err);

OS_ENTER_CRITICAL();

user = User_Del_Queue(&Other,x);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSMutexPost(User_Queue2);

sprintf(s,"Task %d Working for OTHER!num:%d",t,user->num);

PC_DispStr(c+1,x+11,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

sprintf(s,"Wrok over!!num:%d",user->num);

PC_DispStr(c+1,x+12,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

sprintf(s,"Task %d is idle!%d",t,task_num++);

PC_DispStr(c+1,x+14,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);

}

user = NULL;

}

注：在屏幕上打印信息模拟相应的服务。

User_Del_Queue()函数原型：

void User_Del_Queue(USER_Q *uq,INT8U x,USER *user1)

{

INT8U err;

INT16U i;

char *s;

// err = Get_Front(uq);

if(isEmpty(uq) == 0)

{

i = Del_Equeue(uq);

user1 = &(uq->user[i]);

sprintf(s,"USER %d WILL GET SEVERCE*****!",user1->num);

PC_DispStr(1,x+3,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

else

{

s = "NO USER1!";

PC_DispStr(1,x+3,s,DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK);

}

4、开始任务：完成菜单显示同时创建其他任务

void StartTask(void *pdata)

{

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3

OS_CPU_SR cpu_sr;

#endif

pdata = pdata;

// UINT8U *tcb = (UINT8U*)OSTCBCur;

OS_ENTER_CRITICAL();

PC_VectSet(0x08, OSTickISR); //安装uCOS_II时钟中断向量

PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC); //设置uCOS_II时钟频率

OS_EXIT_CRITICAL();

OSStatInit(); //初始化uCOS_II的统计任务

Set_q_null(&Vip);//VIp队列置空

Set_q_null(&Public);//Public队列置空

Set_q_null(&Other);//Other队列置空

OSTaskCreate(GetNumTask,

(void *)0,

&GetNumStk[TASK_STK_SIZE-1],

4);

OSTaskCreate(Task0,

(void *)0,

&Task0Stk[TASK_STK_SIZE-1],

6);

OSTaskCreate(Task1,

(void *)0,

&Task1Stk[TASK_STK_SIZE-1],

7);

OSTaskCreate(Task2,

(void *)0,

&Task2Stk[TASK_STK_SIZE-1],

8);

for (;;)

{

//如果按下Esc键则退出uCOS_II

if (PC_GetKey(&key) == TRUE)

{

if (key == 0x1B)

{

PC_DOSReturn();

}

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); //等待

}