糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）f畢業(yè)設(shè)計(jì)論文糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系 別：電氣與鐵道供電學(xué)院 班 級(jí)： 鐵道信號(hào)112 姓 名： 魯杰 指導(dǎo)老師： 蔣小軍 日 期： 2013年12 月 2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 課題名稱：糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)二、指導(dǎo)老師：蔣小軍三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1、課題概述糧食是人類生存的必需品，我國(guó)的公糧現(xiàn)均集中存放在國(guó)家或地方的糧庫(kù)中。溫度是保存好糧食的先決條件之一。為了保證存放在糧倉(cāng)中的糧食不致腐爛變質(zhì)，必須定期抽樣檢查各點(diǎn)的糧食溫度，并使糧倉(cāng)內(nèi)的溫度、濕度保持在一定的范圍內(nèi)?？墒牵覈?guó)最大的糧庫(kù)方圓幾公里，倉(cāng)庫(kù)房數(shù)為數(shù)十個(gè)，測(cè)量點(diǎn)可

2、達(dá)數(shù)千個(gè)。若采用人工測(cè)溫，不僅效率低，勞動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，而且由于抽樣不徹底，導(dǎo)致部分糧食變質(zhì)，從而引起大面積的糧食變質(zhì)，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的后果。因此，糧倉(cāng)管理的智能化必不可少。本課題意在設(shè)計(jì)一個(gè)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)溫度的精確測(cè)量與穩(wěn)定控制。2、設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容1、功能要求：1）定時(shí)對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)多點(diǎn)溫度和環(huán)境溫度自動(dòng)巡檢或人為選測(cè)，定時(shí)間隔可調(diào)。2）8路輸入信號(hào)，可檢測(cè)7點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)溫度和環(huán)境溫度,自動(dòng)比較檢測(cè)點(diǎn)溫度與環(huán)境溫度，各點(diǎn)與環(huán)境溫差超標(biāo)則閃光響鈴報(bào)警,溫差處于安全范圍保持正常狀態(tài)不變。3)檢測(cè)電路24小時(shí)工作，各檢測(cè)點(diǎn)編號(hào)和溫度可顯示或記錄。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，繪制

3、系統(tǒng)組成框圖；2）使用protel軟件繪制各模塊電路原理圖，并分析其工作原理；3）使用protel軟件繪制整機(jī)電路原理圖和PCB板圖；4）制作實(shí)物并進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試；5）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。3、主要技術(shù)指標(biāo)（1）溫度檢測(cè)范圍為-40+60；（2）溫度誤差±1.0；（3）超過(guò)規(guī)定的溫度范圍時(shí)報(bào)警； （4）工作電源：36V；四、設(shè)計(jì)參考書模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用等。五、設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求1、封面：包括設(shè)計(jì)題目，班級(jí)，姓名，指導(dǎo)老師，完成時(shí)間；2、目錄：根據(jù)說(shuō)明書的內(nèi)容決定，一般采用23級(jí)；3、設(shè)計(jì)任務(wù)書：包括課題名稱、目的、用途、主要技術(shù)性能指標(biāo)(參照教材目錄編排)；

4、4、中文題目、摘要、關(guān)鍵詞、英文題目、摘要、關(guān)鍵詞；5、正文：設(shè)計(jì)方案框圖及電路工作原理：包括系統(tǒng)方框圖，電氣原理圖，各單元電路的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述主要部件（包括主要集成電路）的工作原理、工作條件、給定參數(shù)、理論公式及詳細(xì)的計(jì)算步驟、計(jì)算結(jié)果。這是說(shuō)明書的主要部分；6、元件參數(shù)表：包括所選用的元器件名稱、參數(shù)、型號(hào)；7、調(diào)試方案：包括調(diào)試的條件、方法、使用儀器設(shè)備的型號(hào)，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；8、設(shè)計(jì)心得：包括對(duì)本課程設(shè)計(jì)的客觀評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、存在的問(wèn)題以及改進(jìn)意見等；9、參考文獻(xiàn)：包括作者、署名、出版地、出版年等。六、設(shè)計(jì)進(jìn)程安排第1周： 資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路；第2-3周：設(shè)計(jì)要求說(shuō)明及課題

5、內(nèi)容輔導(dǎo)，完成圖紙初稿；第4-6周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成說(shuō)明書初稿；第7周： 第二次檢查設(shè)計(jì)完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備；第8周： 畢業(yè)答辯與綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求1、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問(wèn)題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求

6、文字要求：說(shuō)明書要求打?。ǔ龍D紙外），不能手寫。文字通順，語(yǔ)言流暢，排版合理，無(wú)錯(cuò)別字，不允許抄襲。圖紙要求：按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。3湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要糧食是人類賴以生存的基本物質(zhì)，是關(guān)系國(guó)民生計(jì)的重要物資, 隨著人們生活水平的提高，全社會(huì)對(duì)糧食質(zhì)量問(wèn)題提出了新的要求, 目前我國(guó)地方各大型糧庫(kù)都存在著不同程度的糧食儲(chǔ)存變質(zhì)的問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因糧食儲(chǔ)存不當(dāng)而發(fā)霉變質(zhì)的糧食就

7、達(dá)上億斤，造成無(wú)法估量的的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)糧食的溫度監(jiān)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用是十分重要的。本設(shè)計(jì)是一個(gè)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)，是以實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)溫度的精確測(cè)量與穩(wěn)定控制為目的。它主要是由STC89C51單片機(jī)控制模塊、DS18B20溫度采集模塊、報(bào)警模塊、按鍵模塊、數(shù)碼顯示模塊等幾部分組成。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器控制采集溫度信息，并將溫度信息送入控制電路進(jìn)行計(jì)算和處理，讓其在數(shù)碼顯示管上顯示出環(huán)境溫度與糧倉(cāng)內(nèi)各點(diǎn)溫度的當(dāng)前溫度差的測(cè)量值，當(dāng)溫度差超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)就發(fā)出警報(bào)。它的優(yōu)勢(shì)是抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，操作簡(jiǎn)單，功能齊全。關(guān)鍵詞：STC89C51單片機(jī)；DS18B20溫度傳感器；數(shù)碼顯示；報(bào)警器

8、AbstractFood is the basic material of human survival, is an important material related to the livelihood of the people, with the improvement of people's living standard, the whole society puts forward new requirements for the food quality problems, at present our country local large grain depot

9、there are different levels of grain storage deterioration of the problem. According to statistics, every year in China because of the improper storage of grain moldy grain amounted to billions of pounds, incalculable economic losses. So the application of temperature monitoring technology for grain

10、in agriculture is very important.This design is a granary multi-point temperature control system, is to achieve accurate measurement and stable temperature control for the purpose of. It is mainly by the STC89C51 control module, DS18B20 temperature gathering module, alarm module, keyboard module, di

11、splay module. The whole system is composed of MCU through the temperature sensor collects temperature information, and the temperature information to the control circuit to calculate and process, in which the digital display shows the current measurement of the ambient temperature and the temperatur

12、e difference of each point in the granary temperature value, when the temperature exceeds the range will sound the alarm. It is the advantage of strong anti-interference ability, low power consumption, simple operation, complete functionKeyword：STC89C51 MCU; DS18B20 temperature sensor; digital displ

13、ay; alarmII湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1課題背景11.1.1 課題設(shè)計(jì)的意義和目的11.1.2 糧情測(cè)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展21.2 國(guó)內(nèi)外溫度檢測(cè)技術(shù)的動(dòng)向與趨勢(shì)21.3 課題的任務(wù)要求31.3.1 設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容31.3.2 主要技術(shù)指標(biāo)3第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)42.1 方案的選擇與論證42.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42.1.2 方案的比較與論證4第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)73.1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用73.1.1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展73.1.2 技術(shù)的應(yīng)用73.2 系統(tǒng)溫度傳感器93.2.1 DS18B20工作原理93.2.2 D

14、S18B20的主要性能103.2.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)103.2.4 DS18B20的管腳功能113.2.5 DS18B20與單片機(jī)接口123.3 STC89C52的介紹133.3.1 STC89C52的主要性能133.3.2 STC89C52的引腳功能說(shuō)明143.4 報(bào)警電路153.5 顯示電路163.5.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理163.5.2 LED數(shù)碼管編碼方式16第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)194.1 模塊流程圖194.1.1 數(shù)碼顯示程序194.1.2 報(bào)警程序流程圖194.1.3 主程序流程圖19結(jié)論21參考文獻(xiàn)22致謝23附錄1 電路原理圖24附錄2 電路板24附錄3 程序2

15、5附錄4 元器件清單35湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論1.1課題背景糧食存儲(chǔ)是國(guó)家為了防止戰(zhàn)爭(zhēng)、災(zāi)難及其他突發(fā)性事件而采取的有效措施，因此，糧食的安全儲(chǔ)藏具有重要的意義。目前，我國(guó)很多地方的各種大型糧庫(kù)都還存在著程度不同的糧食儲(chǔ)存變質(zhì)的問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家糧食保護(hù)法規(guī)，必須抽樣檢查糧庫(kù)各點(diǎn)的糧食溫度，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施，早期糧情信息的檢測(cè)都是采用手工作業(yè)，存在著效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題，而目前運(yùn)用的一些糧情測(cè)控系統(tǒng)也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測(cè)量精度低、維護(hù)困難、系統(tǒng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等問(wèn)題。尤其是大型糧庫(kù)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)任務(wù)不能及時(shí)徹底完成，則有可能會(huì)造成糧食大面積變質(zhì)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)

16、計(jì)，我國(guó)每年因糧食變質(zhì)兒損失的糧食達(dá)到100億斤，直接造成的經(jīng)濟(jì)損失是驚人的。糧食的保存至關(guān)重要，為了實(shí)現(xiàn)糧食的大量?jī)?chǔ)存，本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)糧倉(cāng)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)糧倉(cāng)溫度的精確測(cè)量與穩(wěn)定控制。其應(yīng)用范圍甚廣。1.1.1 課題設(shè)計(jì)的意義和目的 當(dāng)代科學(xué)技術(shù)日益向高速化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，不管是生活還是生產(chǎn)，都離不開自動(dòng)化。信息社會(huì)對(duì)工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了更高、更新的要求，不僅要節(jié)約成本，而且要高效化。 溫濕度的測(cè)量是工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展，比如大棚種植、糧倉(cāng)管理等等，都必須保證精確的溫濕度控制。防潮、防霉、防腐、防爆是糧倉(cāng)日常工作的重要內(nèi)容，也是衡量糧倉(cāng)管理

17、工作的重要指標(biāo)。為了保證日常工作的順利進(jìn)行，必須加強(qiáng)糧倉(cāng)內(nèi)溫濕度的監(jiān)測(cè)工作，但傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且誤差較大，因此需要造價(jià)低廉、使用方便、測(cè)量精確的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 為了滿足糧倉(cāng)溫濕度的精確控制要求，滿足測(cè)溫濕度過(guò)程信號(hào)易處理要求，設(shè)計(jì)一種可遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸?shù)亩帱c(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)字顯示的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)，可以完成多點(diǎn)糧倉(cāng)溫濕度的測(cè)量和顯示功能。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能齊全，是單片機(jī)智能化的一種應(yīng)用。1.1.2 糧情測(cè)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及其發(fā)展建國(guó)以來(lái),我國(guó)糧食儲(chǔ)藏工作一直認(rèn)真貫徹“以防為主,綜合防治”的保糧方針,本著“安全、經(jīng)濟(jì)、有效”的原則,廣泛開展以清潔衛(wèi)生為主的物理機(jī)械、化學(xué)藥劑等方面的綜合防治及儲(chǔ)糧害蟲的調(diào)查

18、研究工作,學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外科學(xué)保糧方法,推廣應(yīng)用科研成果,從而使糧油儲(chǔ)藏從最初采用的土法保糧逐步發(fā)展到20世紀(jì)80年代的氣控、溫控、“三低”(低溫、低氧、低劑量)、害蟲科學(xué)防治、機(jī)械通風(fēng)和電子測(cè)溫等科學(xué)保糧。到20世紀(jì)90年代初，我國(guó)科學(xué)保糧數(shù)達(dá)到儲(chǔ)糧總數(shù)的65%左右,將儲(chǔ)糧損失控制在國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨綠色食品的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略農(nóng)業(yè)拓展戰(zhàn)略研究中確定了“糧食綠色一條龍”和“農(nóng)產(chǎn)品綠色儲(chǔ)運(yùn)”戰(zhàn)略，糧食綠色儲(chǔ)藏在我國(guó)掀開了新的篇章，并得到高度重視、關(guān)注和長(zhǎng)足的發(fā)展。1.2 國(guó)內(nèi)外溫度檢測(cè)技術(shù)的動(dòng)向與趨勢(shì)溫度檢測(cè)的動(dòng)向與趨勢(shì)隨著工業(yè)生產(chǎn)效率不

19、斷提高，自動(dòng)的水平與范圍也不斷擴(kuò)大，因而對(duì)溫度檢測(cè)技術(shù)的要求也愈來(lái)愈高，一般可以歸納一下幾方面：1）擴(kuò)展檢測(cè)范圍：現(xiàn)在工業(yè)上通用的檢測(cè)溫度范圍為200300攝氏度，而今后要求能測(cè)量超高溫與超低溫，尤其是液化氣體的極低溫度檢測(cè)更為迫切，如10K以下的溫度檢測(cè)是當(dāng)前重點(diǎn)研究課題。2）擴(kuò)大測(cè)溫對(duì)象溫度檢測(cè)技術(shù)將會(huì)由點(diǎn)測(cè)量發(fā)展到線、面、甚至是立的測(cè)量。應(yīng)用范圍將同工業(yè)領(lǐng)域延伸到環(huán)境保護(hù)，家用電器，汽車工業(yè)及航天工業(yè)領(lǐng)域。3）發(fā)展新型產(chǎn)品利用老的檢測(cè)技術(shù)生產(chǎn)出適合于不同場(chǎng)合、不同工況要求的新型產(chǎn)品，以滿足于用戶需要。4）適應(yīng)特殊環(huán)境下測(cè)溫在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)許多場(chǎng)合的溫度檢測(cè)器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨

20、等性能要求。5）顯示數(shù)字化：溫度儀表向數(shù)字化方向發(fā)展。其最大優(yōu)點(diǎn)是直觀、無(wú)讀數(shù)誤差、分辨率高、測(cè)量誤差小，因而有廣闊的銷售市場(chǎng)。6）標(biāo)定自動(dòng)化應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，快速，準(zhǔn)確，自動(dòng)地標(biāo)定溫度檢測(cè)器。根據(jù)上述要求，國(guó)內(nèi)外溫度儀表制造商將向以下幾方面發(fā)展。a.繼續(xù)生產(chǎn)量大面廣的傳統(tǒng)溫度檢測(cè)元件，如：熱電偶、熱電阻|熱敏電阻等。b.加強(qiáng)新原理、新材料、新加工工藝的開發(fā)。如近年來(lái)已開發(fā)的碳化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測(cè)器。c.向智能化、集成化、實(shí)用化、機(jī)電一體化方向發(fā)展。1.3 課題的任務(wù)要求1.3.1 設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容（1）功能要求：1)定時(shí)對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)多點(diǎn)溫度和環(huán)境溫度自動(dòng)巡檢或人為選測(cè)，定時(shí)間隔可調(diào)。2）8路輸入

21、信號(hào)，可檢測(cè)7點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)溫度和環(huán)境溫度,自動(dòng)比較檢測(cè)點(diǎn)溫度與環(huán)境溫度，各點(diǎn)與環(huán)境溫差超標(biāo)則閃光響鈴報(bào)警,溫差處于安全范圍保 持正常狀態(tài)不變。3)檢測(cè)電路24小時(shí)工作，各檢測(cè)點(diǎn)編號(hào)和溫度可顯示或記錄。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，繪制系統(tǒng)組成框圖；2）使用protel軟件繪制各模塊電路原理圖，并分析其工作原理；3）使用protel軟件繪制整機(jī)電路原理圖和PCB板圖；4）制作實(shí)物并進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試；5）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。1.3.2 主要技術(shù)指標(biāo)（1）溫度檢測(cè)范圍為-40+60；（2）溫度誤差±1.0；（3）超過(guò)規(guī)定的溫度范圍時(shí)報(bào)警； （4）工作電源：36V；第2章 系統(tǒng)方案設(shè)

22、計(jì)確定了課題的目的和意義，根據(jù)本課題的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)要求，設(shè)計(jì)出本課題的研究方案，并將方案進(jìn)行比較論證，選擇較優(yōu)的方案，闡述方案各個(gè)模塊的功能。2.1 方案的選擇與論證2.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)有共同的特點(diǎn)：測(cè)量點(diǎn)多、環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場(chǎng)離監(jiān)控室遠(yuǎn)等。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號(hào)，則需要設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到計(jì)算機(jī)去處理。這樣，由于各種因素會(huì)造成檢測(cè)系統(tǒng)較大的偏差；又因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境復(fù)雜、測(cè)量點(diǎn)多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會(huì)使檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫

23、度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。溫度傳感器應(yīng)用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。2.1.2 方案的比較與論證（一）傳感器部分方案一采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)1攝氏度的信號(hào)是不適用的。而且在溫度測(cè)量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590,LM35等.但這些芯片輸出的都是模擬信號(hào),必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī),這樣就使得測(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜.另外,這種測(cè)溫裝置的一根線上只能掛一個(gè)傳感器,不能進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量.即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。方案二AD590是一種單片集成的兩端式

24、溫度敏感電流源，它具有線性優(yōu)良、性能穩(wěn)定、靈敏的高、無(wú)需補(bǔ)償、熱容量小、抗干擾能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)距離測(cè)溫且使用方便的優(yōu)點(diǎn)。首先要通過(guò)溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成電量，把它的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后放大，輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路，在輸入到數(shù)碼管顯示出來(lái)。方案三進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都使用傳感器，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換就可以滿足設(shè)計(jì)要求。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。在01

25、00時(shí)，最大線形偏差小于1。DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS1820和微控制器AT89C51構(gòu)成的溫度測(cè)量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號(hào),可直接與計(jì)算機(jī)連接。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大,且由于AT89C51可以帶多個(gè)DSB1820,因此可以非常容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量.輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。方案論證 從以上三種方案，很容易看出，方案一、方案二需要對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換，十分麻煩，電路復(fù)雜，且工作量大，穩(wěn)定性差。方案三，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用方案三。采用溫度芯片DSB1820測(cè)量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個(gè)趨勢(shì)。部分功能電路的集成，

26、使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更塊。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測(cè)量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢(shì)。本方案應(yīng)用這一溫度芯片，也是順應(yīng)這一趨勢(shì)。（二）單片機(jī)控制部分方案一此方案采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。且人機(jī)交互友好。但是PC機(jī)輸出信號(hào)不能直接與DS18B20通信。需要通過(guò)RS232電平轉(zhuǎn)換兼容，硬件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡(jiǎn)便。而且在一些環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合，PC機(jī)的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來(lái)很多麻煩。方案二此方案采用STC89C51八位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程的自由度大，可通

27、過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。既可以單獨(dú)對(duì)多DS18B20控制工作，還可以與PC機(jī)通信.運(yùn)用主從分布式思想，由一臺(tái)上位機(jī)（PC微型計(jì)算機(jī)），單片機(jī)多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級(jí)分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。另外STC89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。方案論證從以上兩個(gè)方案可以看出，方案二更適合本設(shè)計(jì)，因?yàn)樗殷w積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。故本設(shè)計(jì)采用方案二（三）系統(tǒng)方案綜上所述，傳感器部分采用溫度傳感器DS18B20，主控部分采用AT89C51單片機(jī)。總體結(jié)構(gòu)方框圖如圖2.1-1所示

28、。圖2.1-1 總體結(jié)構(gòu)方框圖第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用3.1.1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展單片機(jī)，又稱微控制器（Microcontroller），是把中央處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器（Timer/Counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的通用型微處理器相比，它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng)（不用外接硬件）和節(jié)約成本。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部，但存儲(chǔ)量小，輸入輸出接口簡(jiǎn)單，功能較低。由于其發(fā)展非常迅速，舊的單片機(jī)的定義已不能滿足，所以在很多應(yīng)用場(chǎng)合被稱為范圍更廣的微控制器。自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過(guò)了近20年的發(fā)展路程。

29、縱觀20年來(lái)單片機(jī)發(fā)展歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)。其發(fā)展速度大約每?jī)扇昃鸵乱淮⒓啥仍黾右槐丁⒐δ芊环?。其發(fā)展速度之快、應(yīng)用范圍之廣，已經(jīng)達(dá)到了驚人的地步，它已滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。目前單片機(jī)的品種很多，但其中最典型的是MCS-51單片機(jī),它是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，與MCS-48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令,指令數(shù)達(dá)111條，MCS-51單片機(jī)可以算是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS-51系

30、列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品3.1.2 技術(shù)的應(yīng)用目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：智能儀器：?jiǎn)纹瑱C(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)

31、、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表，數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（電壓表、功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。工業(yè)控制:單片機(jī)具有體積小、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線感知系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、機(jī)器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系

32、統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。家用電器:現(xiàn)在的家用電器廣泛采用了單片機(jī)控制技術(shù)，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備和白色家電等。網(wǎng)絡(luò)和通信:現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域:單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。汽

33、車電子:單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、abs防抱死系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、胎壓檢測(cè)等。此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。3.2 系統(tǒng)溫度傳感器本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用的是增強(qiáng)型單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20。它在測(cè)溫精度 、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面有很大的優(yōu)點(diǎn)。DS18B20有三只引腳，GND，DQ，VDD。如圖3.2-11、 GND為電源地2、 DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端3、VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。圖3.2-1 DS1

34、8B20引腳圖3.2.1 DS18B20工作原理： DS18B20的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是：1）ROM 只讀存儲(chǔ)器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗(yàn)）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。DS18B20共64位ROM。2）RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20共9個(gè)字節(jié)RAM，每個(gè)字節(jié)為8位。第1、2

35、個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4個(gè)字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第5個(gè)字節(jié)則是用戶第3個(gè)EEPROM的鏡像。第6、7、8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第9個(gè)字節(jié)為前8個(gè)字節(jié)的CRC碼。3） 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像3.2.2 DS18B20的主要性能1）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：3.05.5v。2）測(cè)溫范圍：在10+85時(shí)精度為±0.5。3）可編程的分辨率為

36、912位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625。 4）獨(dú)特的單線接口僅僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊。3.2.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器等組成。如圖3.2-2圖3.2-2 DS1802 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1. 64位光刻ROM，可以看作為該器件的地址序列號(hào)。其作用是使每一個(gè)出廠的DS18820地址序列號(hào)都各不相同，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18820的目的。2. DS18820中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量，輸出格式為：16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼。當(dāng)測(cè)溫精度設(shè)置

37、為12位時(shí)，分辨率為O0625，即O0625LSB。其二進(jìn)制補(bǔ)碼格式如圖3.2-3所示。圖3.2-3 二進(jìn)制補(bǔ)碼格式3DS18820中的低溫觸發(fā)器TL、高溫觸發(fā)器TH，用于設(shè)置低溫、高溫的報(bào)警數(shù)值。DS18820完成一個(gè)周期的溫度測(cè)量后，將測(cè)得的溫度值和TL、TH相比較，如果小于TL，或大于TH，則表示溫度越限，將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令做出響應(yīng)。需要修改上、下限溫度值時(shí)，只需使用一個(gè)功能命令即可對(duì)TL、TH寫入，十分方便。4DS18820中的高速暫存器是一個(gè)9字節(jié)的存儲(chǔ)器。開始兩個(gè)字節(jié)為被測(cè)溫度的數(shù)字量，第3、4、5字節(jié)分別為TH、TL、配置寄存器的復(fù)制，每一次上

38、電復(fù)位時(shí)被重寫。配置寄存器有R0、R1組成，其值決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)、轉(zhuǎn)換時(shí)間。第7字節(jié)為測(cè)溫計(jì)數(shù)的剩余值。第8字節(jié)為測(cè)溫時(shí)每度的計(jì)數(shù)值。第9 字節(jié)讀出的是前8個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼，通過(guò)此碼，可判斷通訊是否正確。3.2.4 DS18B20的管腳功能，如圖3.2-4圖3.2-4 DS18B20引腳圖序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3VDD可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。3.2.5 DS18B20與單片機(jī)接口DS1820可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS1820

39、的1管腳接地，2腳作為信號(hào)線接單片機(jī)的I/O口，電源與數(shù)字輸入管腳間需接一個(gè)4.7K的電阻，3管腳接電源，如圖4-1所示。另一種是寄生電源方式，如圖4-2所示。單片機(jī)端口接單片機(jī)總線，為保證在有效的DS1820 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來(lái)完成對(duì)總線的上拉。當(dāng)DS18B20處于些存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10s。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送端接口必須是三態(tài)的。單片機(jī)VCCDQGNDVcc4.7K圖3.2-5 DS18B20采用電源供電方式的電路圖單片機(jī)VccVcc DS18B2

40、0DS18B20DS18B204.7 K圖3.2-6 DS18B20采用寄生電源的電路圖3.3 STC89C52的介紹本系統(tǒng)選用的單片機(jī)型號(hào)為STC89C52，STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

41、、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8 位微控制器 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash。3.3.1 STC89C52的主要性能STC89C52RC單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶2K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載；AT89S52單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；沒有內(nèi)帶EEPROM存儲(chǔ)空間;3.3.2 STC89C52的引腳功能說(shuō)明，如圖3.3-1圖3.3-1 STC89C51 引腳圖18腳：I/OP1口（P1.0P1.7），P1口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的

42、8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收和輸出4個(gè)TLL門電流；9腳：復(fù)位腳（RST/Vpd）；復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST引腳2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間；1017腳：I/OP3口（P3.0=RXD，P3.1=TXD，P3.2=-INT0，P3.3=-INT1，P3.4=T0，P3.5=T1，P3.6=-WR，P3.7=-RD），P3口是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻器的雙向I/O口，可接收和輸出4個(gè)TLL門電流；18、19腳：晶振（18=XTAL2，19=XTAL1），反向振蕩放大器的輸出、輸入。20腳:地（Vss），接地；2128腳：I/OP2口（P2.0P2.7)，P2口為內(nèi)部上拉電阻器的8位雙

43、向I/O口，P2口緩沖器可接收和輸出4個(gè)TLL門電流；29腳：-PSEN，外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)；30腳：ALE/-PROG；31腳：-EA/Vpp3239腳：I/OP0口（P0.7P0.0），P0口為8位漏極開路雙向I/O口，每引腳可吸收8個(gè)TTL門電流。40腳：+5V電源。3.4 報(bào)警電路本系統(tǒng)采用單片機(jī)與蜂鳴器相連來(lái)顯示當(dāng)前系統(tǒng)所處的狀態(tài)來(lái)報(bào)警。如圖3.4-1所示，其中P3.0口與蜂鳴器中間接一個(gè)電阻起到防止電流過(guò)大，保護(hù)器件的作用。圖3.4-1 報(bào)警電路模塊圖3.41為系統(tǒng)報(bào)警模塊的電路圖。單片機(jī)把接收來(lái)的數(shù)字溫度信號(hào)與所設(shè)置的溫度信號(hào)比較，一旦發(fā)現(xiàn)超出了設(shè)定的范圍，由單片機(jī)的P2.

44、0引腳置高電平，驅(qū)動(dòng)三極管（8550），使繼電器吸合，二極管亮，同時(shí)，蜂鳴器響，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)實(shí)際溫度值低于溫度下限值時(shí)，蜂鳴器不報(bào)警，表示當(dāng)前溫度低于上限值，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；相反，當(dāng)實(shí)際溫度值高于溫度上限值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，系統(tǒng)則需要報(bào)警。3.5 顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單易行。3.5.1 LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理七段LED顯示器共有8個(gè)發(fā)光二極管。其中7個(gè)發(fā)光二極管用于構(gòu)成七筆字形，另一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。七段LED顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法，如下圖所

45、示，共陰極接法，將8個(gè)發(fā)光二極管的陰極連接在一起，高電平輸入有效LED發(fā)光。共陽(yáng)極接法，將8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起，低電平輸入有效LED發(fā)光。七段LED顯示器顯示原理簡(jiǎn)單，只要控制其中各段LED的亮與滅即可顯示出相應(yīng)的數(shù)字、字母或符號(hào)。如圖3.5-1所示。圖3.5-1 7段LED顯示器3.5.2 LED數(shù)碼管編碼方式當(dāng)LED數(shù)碼管與單片機(jī)相聯(lián)時(shí)，一般將LED數(shù)碼管的各筆段引腳a、b、g、Dp按某一順序接到MCS51型單片機(jī)某一個(gè)并行I/O口D0、D1、D7，當(dāng)該I/O口輸出某一特定數(shù)據(jù)時(shí)，就能使LED數(shù)碼管顯示出某個(gè)字符。例如要使共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示“0”，則a、b、c、d、e、f各筆段

46、引腳為低電平，g和Dp為高電平。LED數(shù)碼管編碼方式有多種，按小數(shù)點(diǎn)計(jì)否可分為七段碼和八段碼；按共陰共陽(yáng)可分為共陰字段碼和共陽(yáng)字段碼，不計(jì)小數(shù)點(diǎn)的共陰字段碼與共陽(yáng)字段碼互為反碼；按a、b、g、Dp編碼順序是高位在前，還是低位在前，又可分為順序字段碼和逆序字段碼。甚至在某些特殊情況下將a、b、g、Dp順序打亂編碼。圖3.5-2為共陰和共陽(yáng)LED數(shù)碼管幾種八段編碼表。這里采用共陰極數(shù)碼管的編碼方式。圖3.5-2 共陰和共陽(yáng)LED數(shù)碼管幾種八段編碼共陰順序小數(shù)點(diǎn)暗共陰逆序小數(shù)點(diǎn)暗共陽(yáng)順序小數(shù)點(diǎn)亮共陽(yáng)順序小數(shù)點(diǎn)暗Dp g f e d c b a16進(jìn)制a b c d e f g dp16進(jìn)制00 0

47、1 1 1 1 1 13FH1 1 1 1 1 1 0 0FCH40HC0 H10 0 0 0 0 1 1 006H0 1 1 0 0 0 0 0 60H79HF9 H20 1 0 1 1 0 1 15BH1 1 0 1 1 0 1 0DAH24HA4 H30 1 0 0 1 1 1 14FH1 1 1 1 0 0 1 0F2H30HB0 H40 1 1 0 0 1 1 066H0 1 1 0 0 1 1 066H19 H99 H50 1 1 0 1 1 0 16DH1 0 1 1 0 1 1 0B6H12 H92 H60 1 1 1 1 1 0 17DH1 0 1 1 1 1 1 0BEH0

48、2 H82 H70 0 0 0 0 1 1 107H1 1 1 0 0 0 0 0E0H78 HF8 H80 1 1 1 1 1 1 17FH1 1 1 1 1 1 1 0FEH00 H80 H90 1 1 0 1 1 1 16FH1 1 1 1 0 1 1 0F6H10 H90 H圖3.5-3為本系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路模塊。它的主要工作就是將單片機(jī)控制系統(tǒng)里處理出來(lái)的溫度差進(jìn)行數(shù)碼顯示。數(shù)碼顯示管下面的四個(gè)三極管是用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的。圖3.5-3 數(shù)碼管顯示電路模塊第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 模塊流程圖4.1.1 數(shù)碼顯示程序顯示子程序流程圖4.1.2 報(bào)警程序流程圖開始當(dāng)前數(shù)字溫度與設(shè)定值

49、比較是否超出范圍？報(bào)警4.1.3 主程序流程圖軟件的設(shè)計(jì)相較于硬件設(shè)計(jì)，更容易讓人一目了然，簡(jiǎn)單明了。下圖為本系統(tǒng)的主程序流程圖。首先初始化定時(shí)器，判斷按下哪個(gè)按鍵，然后定時(shí)時(shí)間到顯示讀取下一個(gè)的溫度差值，由單片機(jī)通過(guò)溫度傳感器控制采集溫度信息，并將溫度信息送入控制電路進(jìn)行計(jì)算和處理，讓其在數(shù)碼顯示管上顯示，當(dāng)溫差超值時(shí)就顯示、報(bào)警，溫差未超值就只顯示，如此循環(huán)，以每按一個(gè)不同的按鍵來(lái)判斷環(huán)境溫度與其它7個(gè)糧倉(cāng)溫度的溫度差是否超值，來(lái)進(jìn)行是否報(bào)警的循環(huán)。開始初始化定時(shí)器判斷是哪個(gè)按鍵按下，并執(zhí)行相應(yīng)操作按鍵按下？定時(shí)時(shí)間到顯示讀取下一通道的溫度值報(bào)警溫差超值？顯示溫度值結(jié)束主程序流程圖結(jié) 論兩

50、個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在今天畫下了句點(diǎn)。在這兩個(gè)多月中，我遇到了很多很多的問(wèn)題，對(duì)于WORD文檔的笨拙使用以及對(duì)于課題的不理解，一直在都在拖著畢業(yè)論文的進(jìn)度，還好，身邊有許多老師和同學(xué)的幫助讓我如期的完成本次的設(shè)計(jì)論文。本次設(shè)計(jì)中不僅要求我具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要很強(qiáng)的動(dòng)手能力，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的思維能力。同時(shí)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我踏入社會(huì)大門之前對(duì)自身水平的一次考驗(yàn)和檢測(cè)。通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)自身的技能水平和理論基礎(chǔ)有一個(gè)全面的，客觀的評(píng)價(jià)。此次設(shè)計(jì)是不同于以往的任何一次課程設(shè)計(jì)，從選題到制作都是經(jīng)過(guò)深思熟慮的，所選的設(shè)計(jì)要符合本專業(yè)，全面的涉及所學(xué)的知識(shí)，并能高于課本，是對(duì)自己理論知識(shí)

51、和實(shí)際操作能力的一個(gè)考驗(yàn)和檢查。而且制作過(guò)程中需要足夠的自覺性和責(zé)任感，遇到問(wèn)題，絕不能馬虎了事，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，正確的分析方法。此次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)收獲頗多。采用單片機(jī)STC89C52處理溫度數(shù)據(jù)的多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已基本實(shí)現(xiàn)所有要求的功能。本系統(tǒng)能夠提供直觀的溫度數(shù)據(jù)顯示。從那些溫度數(shù)據(jù)的變化情況，人們可以了解特定環(huán)境的溫度變化狀況。然后，可針對(duì)不利環(huán)境采取一系列的措施。本系統(tǒng)也有一些不完善的地方。例如：可以通過(guò)紅外無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)溫，這樣就能夠運(yùn)用到各種密閉的環(huán)境中；沒有完備的抗干擾措施防止系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下收到干擾。通過(guò)這次的課題設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，我想這對(duì)自己今后的學(xué)習(xí)或

52、者工作都會(huì)有很大的幫助，特別是這次的論文，以前一直不知道用WORD寫一篇論文原來(lái)是這么的不容易。現(xiàn)在對(duì)WORD的運(yùn)用更熟練了。當(dāng)然更重要的是進(jìn)一步消化了課堂里學(xué)到的一些知識(shí)的同時(shí)，我對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。參考文獻(xiàn)1張菁，單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)方案的研究 上海交通大學(xué)報(bào)。2007(41)2王永志,劉媛媛.大型糧庫(kù)的溫濕度監(jiān)測(cè)報(bào)警控制系統(tǒng)J 農(nóng)機(jī)化研究,2008,(08).3丁英麗.基于電容式傳感器的糧食水分測(cè)量?jī)xJ.傳感器技術(shù),2003,(04)30-37.4林文華.糧庫(kù)的溫度濕度自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)J.電腦學(xué)習(xí)2003,(04)50-55.5高美珍.基于PIC16單片機(jī)和HM1500的濕度測(cè)

53、量J.電子工程師,2004,(10).6何立民.單片機(jī)高級(jí)教程-應(yīng)用與設(shè)計(jì)M.北京航空航天大學(xué)出版社,2002.7徐愛鈞.單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51 Windows環(huán)境編程與應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社,20018Wolfgang .GopelSensorsandAcmatorsB.J.(18-19):121,1994.9周虹,趙克勤.倉(cāng)貯環(huán)境的濕度測(cè)量與儀器的選用J.茶葉機(jī)械雜志,2000,(03):20-23.10蘇寶平,全力.新型糧倉(cāng)溫濕度智能化測(cè)控系統(tǒng)J.農(nóng)機(jī)化研究,2004,(02):10-16.11 胡勁松,吳捷.單片機(jī)多機(jī)通信的新型方式J電子技術(shù)應(yīng)用,1997,(08).12 李德振 .濕度

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