基于單片機(jī)控制的糧倉多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)論文題 目： 糧倉多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計系 別：電氣工程系專 業(yè)：電氣自動化 摘 要目前許多場合都要對溫度進(jìn)行控制。如倉庫，不同的儲藏室儲存物品的溫度都不同；再比方醫(yī)院，為了使病人的治療效果最好，需要對每一個病房的溫度進(jìn)行控制。該文研究的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Χ鄠€位置的溫度進(jìn)行設(shè)置、檢測，根據(jù)溫度設(shè)置值與檢測值來控制調(diào)溫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)溫度。 目錄 1引言. 1 設(shè)計要求. 41.1 監(jiān)控要求. 41.2 受控對象的數(shù)學(xué)模型. 42 系統(tǒng)的硬件配置. 42.1 單片機(jī)和系統(tǒng)總線. 4 AT89S51單片機(jī)  歷史版本AT89S51單片機(jī)-主要特性 AT89S51具有如下特點(diǎn)

2、：40個引腳，4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器RAM，32個外部雙向輸入/輸出I/O口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗WDT電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。8031CPU與MCS-51兼容4K

3、字節(jié)可編程FLASH存儲器(壽命：1000寫/擦循環(huán))全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz三級程序存儲器保密鎖定128*8位內(nèi)部RAM32條可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器6個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路AT89S51單片機(jī)-管腳說明 VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P

4、1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上

5、拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流ILL這是由于上拉的緣故。P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0記時器0外部輸入P3.5T1記時器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通P3口同時為閃爍編

6、程和編程校驗接收一些控制信號。I/O口作為輸入口時有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作這是由硬件自動完成的不需要我們操心1然后再實行讀引腳操作否那么就可能讀入出錯為什么看上面的圖如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗,此時即使引腳上輸入的信號為1也會因端口的低阻抗而

7、使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1假設(shè)先執(zhí)行置1操作那么可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時還必須附加一個準(zhǔn)備動作所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們再看另一個問題從圖中可以看出這四個端口還有一個差異除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正

8、脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器0000H-FFFFH，不管是否有內(nèi)部程序存儲器

9、。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源VPP。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。AT89S51單片機(jī)-相關(guān)詞條 AT89C51單片機(jī) AT89S52單片機(jī) AT89C2051單片機(jī)AT89S51單片機(jī)-參考資料 :/ mcublog /blog/user1/5983/archives/2006/7976.html# :/2C2.2 硬件介紹. 53 糧倉溫度監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖. 104 糧倉溫度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及總述. 125 糧倉

10、溫度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計. 135.1 單片機(jī)糧倉溫度監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖135.2 單片機(jī)監(jiān)控流程圖. 145.3 糧倉溫度變換程序模塊. 145.4 糧倉溫度非線性轉(zhuǎn)換程序模塊. 156 通信協(xié)議的設(shè)計. 176.1 軟件設(shè)計. 17 通信協(xié)議概述. 176.2 通信協(xié)議說明. 18信號幀分類. 18信號幀格式. 18 通信協(xié)議處理流程. 196.3 PC 上位機(jī)的軟件設(shè)計. 226.3.1 PC軟件設(shè)計方法的選擇. 226.3.2 PC軟件通信方式的選擇. 22具體實現(xiàn)方法. 246.4 單片機(jī)軟件設(shè)計. 27波特率. 276.5 通信協(xié)議設(shè)計結(jié)論. 28通信可靠性分析. 28通信速度分析.

11、287 Protel99設(shè)計原理圖. 308 硬件電路板的制作. 339 設(shè)計總結(jié). 35謝 辭. 36參考文獻(xiàn). 37附 錄1 381 引言設(shè)計題目：糧倉溫度智能監(jiān)控系統(tǒng) 我選擇8031單片機(jī) AD590溫度傳感器 ，HS1100/HS1101濕度傳感器，技術(shù)參數(shù) 溫度檢測范圍 ： -30-+50 測量精度 ： 濕度檢測范圍 ： 10%-100%RH 檢測精度 ： 1%RH 顯示方式 ： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示 報警方式 ： 三極管驅(qū)動的蜂鳴音報警 多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計l 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及功能     本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，為了滿足多通道數(shù)據(jù)

12、采集和處理，系統(tǒng)采用了一臺上位機(jī)和多個下位機(jī)的集總式結(jié)構(gòu)。上位機(jī)采用AT89S51單片機(jī)，下位機(jī)采用AT89C2051單片機(jī)。上位機(jī)與下位機(jī)之間采用RS 485總線通信。其中上位機(jī)系統(tǒng)配置液晶顯示屏、按鍵。按鍵用于調(diào)整各個點(diǎn)的預(yù)置溫度和系統(tǒng)時間，查詢各個點(diǎn)的預(yù)置溫度值、實際溫度值以及調(diào)溫設(shè)備運(yùn)行情況，輸入下位機(jī)的控制信息。液晶顯示屏用于顯示系統(tǒng)時間，以及各點(diǎn)的預(yù)置溫度值、實際溫度值和調(diào)溫設(shè)備運(yùn)行情況，如1 min內(nèi)沒有任何操作，那么液晶顯示屏上開始循環(huán)顯示各個點(diǎn)的實際溫度值、預(yù)置溫度值以及調(diào)溫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，每一個點(diǎn)的數(shù)據(jù)在液晶屏上顯示的時間是8 s。下位機(jī)負(fù)責(zé)溫度采集和控制調(diào)溫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度傳

13、感器采用DSl8820。上位機(jī)首先將預(yù)置溫度值發(fā)送到下位機(jī)，下位機(jī)將實際溫度與預(yù)置溫度進(jìn)行比擬后輸出調(diào)溫設(shè)備控制信號，并將實際溫度與調(diào)溫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)送到上位機(jī)。2 硬件電路設(shè)計21 下位機(jī)電路設(shè)計    下位機(jī)電路主要由三局部構(gòu)成：溫度采集電路、RS 485總線接口電路、調(diào)溫設(shè)備的控制電路，其電路原理圖如圖2所示。211 溫度采集電路    溫度傳感器采用DSl8820，其是一種單總線智能型溫度傳感器，只有三線接口，分別為地線、數(shù)據(jù)線、電源線。DSl8820輸出信號為數(shù)字信號，處理器與DSl8820通過數(shù)據(jù)線來完成雙向通信，因此采用

14、DSl8820使得電路十分簡單。溫度變換功率可以來源于外電源，也可以來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DSl8820供電。DSl8820的電壓范圍為+3O+55 V，測溫范圍為一55+125，固有的測溫分辨率為O5，最高精度可達(dá)0067 5，最大的轉(zhuǎn)換時間為200 ms。一條總線上面可以掛接多個Dsl8820實現(xiàn)多點(diǎn)測溫。本系統(tǒng)中每臺下位機(jī)只接一個DSl8820。    采用單片機(jī)的P37口與DS18820進(jìn)行通信，采集溫度信號，由于其是雙向通信，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是開漏，所以在總線上要加一個10。k上拉電阻。212 RS 485總線接口電路  &

15、#160; 本系統(tǒng)上位機(jī)與下位機(jī)之間采用RS 485總線通信，其通信距離可達(dá)1 200 m?？偩€驅(qū)動芯片采用MAX485，RO接單片機(jī)的RXD，DI接TXD，MAX485芯片的發(fā)送和接收功能轉(zhuǎn)換由芯片的RE，DE端控制。DE=1時，MAX485處于發(fā)送狀態(tài)；RE=O，DE=0時，芯片處于接收狀態(tài)。將RE，DE接在單片機(jī)的一根口線P34上。    在上電復(fù)位時，為了防止分機(jī)咬總線的情況，總線上的各分機(jī)應(yīng)處于接收狀態(tài)。而在上電復(fù)位時，單片機(jī)各端口處于高電平狀態(tài)，硬件電路穩(wěn)定也需要一定的時間，那么可能向總線發(fā)送信息，為了防止這種情況，將P34口接一個74HCl4反相器，

16、使MAX485上電時處于接收狀態(tài)。另外在數(shù)據(jù)傳輸之前，先要通過一個低電平起始位實現(xiàn)握手，給R0外接10 k上拉電阻，防止干擾信號誤觸發(fā)產(chǎn)生負(fù)跳變，使單片機(jī)進(jìn)入接收狀態(tài)。總線上面掛接多個分機(jī)，其中任何一只芯片故障就可能將總線“拉死，因此在MAX485的A，B口線與總線之間各串接一只20的電阻實現(xiàn)總線隔離。如果是最后一臺分機(jī)，那么在差分端口A，B之間接120 的平衡匹配電阻，減少由于不匹配而引起的反射，并且能夠吸收噪聲，抑止干擾，保證通信質(zhì)量。注意不能在中間分機(jī)節(jié)點(diǎn)上并接平衡匹配電阻。213 輸出控制電路    上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送命令和預(yù)置溫度，下位機(jī)接收到之后，解析

17、命令，并將預(yù)置溫度與實際溫度比擬，根據(jù)命令和比擬結(jié)果，利用P35口控制調(diào)溫設(shè)備。當(dāng)P35輸出低電平時，U1導(dǎo)通發(fā)光，使晶體管導(dǎo)通，從而T1導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器K工作，使調(diào)溫設(shè)備導(dǎo)通工作。當(dāng)P35為高電平時，U1不導(dǎo)通，晶體管不導(dǎo)通，T1也截止，繼電器不通電，調(diào)溫設(shè)備不工作。22 上位機(jī)電路    上位機(jī)電路包括RS 485總線接口電路、鍵盤電路和液晶顯示電路。其中總線接口電路與下位機(jī)總線接口電路根本一致。其電路原理圖如圖3所示。下面介紹鍵盤電路和顯示電路。 221 鍵盤電路    上位機(jī)電路中提供6個按鍵用于溫度設(shè)置、溫度查詢、系統(tǒng)時間設(shè)

18、置、工作待機(jī)設(shè)置。它們是“ONOFF鍵、“+鍵、“鍵、“SET鍵、“ENQ鍵、“TIME鍵，分別與AT89S51的P20，P21，P22，P23，P24，P25相連?！癝IET鍵用于選擇下位機(jī)，之后可按“ONOFF鍵使對應(yīng)的下位機(jī)工作待機(jī)，也可按“+，“一鍵給該分機(jī)設(shè)置預(yù)置溫度?！癊NQ鍵用于查詢下位機(jī)的預(yù)置溫度、實際溫度值和調(diào)溫設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。設(shè)置系統(tǒng)時間需先按“TIME鍵選擇時或分，然后利用“+，“一鍵設(shè)置系統(tǒng)時間。222 顯示電路    上位機(jī)系統(tǒng)采用16×2字符型液晶模組(LCM)，其為按鍵操作提供可視化依據(jù)，內(nèi)部集成了LCD控制器、LCD驅(qū)動器、

19、LCD顯示裝置。LCM與單片機(jī)的接口電路比擬簡單，單片機(jī)的P1口接LCM的數(shù)據(jù)總線，P35，P36，P37用于控制LCM。LCM的第一行顯示系統(tǒng)時間，第二行顯示分機(jī)的設(shè)置溫度、實際溫度和工作狀態(tài)。如果在1 m內(nèi)沒有任何操作，那么液晶顯示屏上開始循環(huán)顯示各個點(diǎn)的實際溫度值、預(yù)置溫度值以及工作狀態(tài)，每一個點(diǎn)的數(shù)據(jù)在液晶屏上顯示的時間是8 s。3 RS 485通信協(xié)議    為實現(xiàn)上位機(jī)與多臺下位機(jī)通信可靠穩(wěn)定，上位機(jī)與下位機(jī)通信波特率都為9 600 bs，通信方式均為串行工作方式3，每幀通信數(shù)據(jù)包括1個起始位，1個停止位，8個數(shù)據(jù)位，1個奇校驗位。通信模式采用主從方式

20、，上位機(jī)為主機(jī)，下位機(jī)為從機(jī)，主機(jī)地址為1，從機(jī)地址是2，3，4，；主機(jī)與從機(jī)之間采用一問一答方式，從機(jī)之間不能相互通信。每個上行下行的數(shù)據(jù)包的字節(jié)個數(shù)都是一樣的，從機(jī)收到數(shù)據(jù)包后向主機(jī)回復(fù)一個數(shù)據(jù)包。每個數(shù)據(jù)包長度為4 B，下行數(shù)據(jù)包格式：地址信息(1 B)、命令信息(1 B)、溫度設(shè)置值(1 B)、檢驗碼(1 B)；上行數(shù)據(jù)包格式：主機(jī)地址信息(1 B)、命令應(yīng)答信息(1 B)、實測溫度值(1 B)、檢驗碼(1 B)。命令信息和命令應(yīng)答信息就是指從機(jī)的工作狀態(tài)。    主機(jī)采用輪詢方式訪問各從機(jī)，在發(fā)出指令后，主機(jī)進(jìn)入查詢狀態(tài)，等待從機(jī)應(yīng)答。從機(jī)不斷查詢總線，

21、如主機(jī)訪問地址與從機(jī)地址相符，并且校驗通過，那么執(zhí)行指令，并保存設(shè)置溫度值，然后將相關(guān)信息以上行數(shù)據(jù)包格式發(fā)回主機(jī)。如不是本機(jī)地址或校驗碼錯誤，那么丟棄指令及數(shù)據(jù)。傳輸過程中的誤碼校驗采用校驗和的方式，即先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)包的所有字節(jié)相加，然后截短到一個字節(jié)長度。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計41 下位機(jī)程序設(shè)計    下位機(jī)程序主要包括DSl8820傳感器溫度采集子程序、串行通信子程序、輸出控制子程序。主程序循環(huán)調(diào)用溫度采集子程序和輸出控制子程序，利用串行中斷來接收上位機(jī)發(fā)送的信息并回復(fù)主機(jī)(上位機(jī))，接收數(shù)據(jù)包的長度是4 B，發(fā)送數(shù)據(jù)包的長度也是4 B。其串行中斷接收發(fā)送程序

22、流程圖如圖4所示。42 上位機(jī)程序設(shè)計    上位機(jī)程序主要包括鍵盤掃描子程序、串行通信子程序、液晶顯示子程序。    利用T0產(chǎn)生50 ms定時中斷來進(jìn)行時間換算、實時更新液晶顯示屏上的信息；在主程序中利用循環(huán)來查詢按鍵、向下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)；利用串行中斷來接收下位機(jī)的回復(fù)數(shù)據(jù)。上位機(jī)接收數(shù)據(jù)過程與下位機(jī)接收數(shù)據(jù)過程一樣，其主程序流程圖如圖5所示。系統(tǒng)采用一問一答的通信方式，上位機(jī)是主機(jī)，在向從機(jī)(下位機(jī))發(fā)送完數(shù)據(jù)之后要調(diào)用延時程序等待從機(jī)的回復(fù)。5 結(jié) 語    該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測控制，操作方便

23、，配置簡單，有效地節(jié)省了人力物力，實現(xiàn)自動化，具有通用性，可用于多種場合，具有很好的實用價值。51單片機(jī)溫度控制與測量2021-06-01 12:46本裝置的功能是對溫度進(jìn)行實時監(jiān)控與控制。由溫度傳感器DS18B20對溫度進(jìn)行采樣和轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，并與設(shè)定的報警溫度上下限值進(jìn)行比擬，通過LCD顯示出來。如果實際溫度超過設(shè)定的上下限值，一方面由LCD顯示信息，并發(fā)出報警聲；另一方面自動控制繼電器RELAY接通或斷開，從而控制加熱源的開與斷，到達(dá)對溫度進(jìn)行實時控制電路圖閱讀全文>>類別：程序設(shè)計 | 評論(4) | 瀏覽(706 )  單片機(jī)簡單時鐘設(shè)計2021-06-01

24、12:17電路本畢業(yè)設(shè)計設(shè)計了一個寬量程多點(diǎn)智能化的糧倉溫濕度監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人類社會取得了長足的進(jìn)步！在居家生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境中的濕度和溫度進(jìn)行測量及控制。本系統(tǒng)采用技術(shù)成熟的SHT11芯片作為測量濕度和溫度的傳感器。SHT11是內(nèi)部集成 C總線接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式新型相對濕度和溫度傳感器。SHT11具有數(shù)字式輸出、免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路及全互換的特點(diǎn)。SHT11全量程標(biāo)定，并且可以二線數(shù)字輸出。SHT11的濕度測量范圍為0100%Rh，溫度測量范圍為-40，濕度測量精度為±3.0%Rh，溫度測量精度為&

25、#177;，響應(yīng)時間<4s;內(nèi)部自帶信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路?？刂葡到y(tǒng)芯片采用技術(shù)成熟，功能強(qiáng)大、價位低廉群眾化的AT89C51單片機(jī)。LED顯示電路,聲光報警電路都由AT89C51單片機(jī)控制。同時設(shè)計了能給系統(tǒng)提供穩(wěn)定工作電壓的電源電路。為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，對濕度、溫度的檢測采用了硬件抗干擾和軟件抗干擾的綜合方法。硬件采抗干擾措施采用集成看門狗芯片DS1232，它使系性能得到了改善。最后設(shè)計了系統(tǒng)各個功能局部的軟件程序。在設(shè)計中，對誤差產(chǎn)生的原因也進(jìn)行了一些理論上的分析，并證明了這種設(shè)計方案是可行的。由本設(shè)計課題做成的溫濕度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格廉價、量程寬，具有較高的可靠性

26、、平安性及實用性。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) SHT11溫濕度傳感器 C總線接口第一章 緒論1.1 課題背景與應(yīng)用意義   溫濕度與糧食品質(zhì)的關(guān)系   檢測溫濕度的意義1.2 國內(nèi)外開展趨勢1.3 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)1.4 主要工作任務(wù)第二章 系統(tǒng)方案選擇和工作原理2.1 系統(tǒng)概述2.2 系統(tǒng)設(shè)計方案選擇2.3 系統(tǒng)工作原理2.4 本章小結(jié)第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 AT89C51構(gòu)成的最小系統(tǒng)   晶振回路   復(fù)位電路3.2 溫濕度傳感器的選擇    溫濕測量相關(guān)概念 &#

27、160;  溫濕度傳感器的選擇    SHT11的傳輸特性    3. C總線簡介3.3 溫濕度測量回路的設(shè)計3.4 顯示電路的設(shè)計    LED兩種接法    LED兩種顯示方法3.5 報警電路設(shè)計3.6 電源電路設(shè)計第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 主程序的設(shè)計4.2 C模塊程序設(shè)計4.3 LED顯示程序設(shè)計4.4 報警電路程序設(shè)計4.5 本章小結(jié)第五章 系統(tǒng)的抗干擾措施5.1 硬件抗干擾措施5.2 軟件抗干擾措施5.3 本章小結(jié)第六章 總結(jié)附錄A 系統(tǒng)原理圖附錄B

28、系統(tǒng)程序補(bǔ)充多點(diǎn)溫度監(jiān)控具有重要的現(xiàn)實意義。例如,在糧倉需要對糧食進(jìn)行多點(diǎn)溫度監(jiān)控,以防止糧食的腐爛和變質(zhì);在造紙、紡織等行業(yè)中,需要測量旋轉(zhuǎn)滾筒外表的多點(diǎn)溫度。但在傳統(tǒng)的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)中大都采用模擬溫度傳感器(例如AD590一般經(jīng)前端放大、A/D 變換和數(shù)據(jù)修正等過程。經(jīng)實踐應(yīng)用分析發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)電路設(shè)計上存在電源干擾、濾波不可靠,線路過于復(fù)雜、無屏蔽措施等不可靠因素。而采用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20 可將溫度直接轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供微機(jī)處理,而且在單總線上可以掛多片DS18B20,微機(jī)只需一根端口線就能與多片DS18B20 進(jìn)行通行。因此,由單片機(jī)和DS18B20 構(gòu)成的分布式多點(diǎn)溫

29、度監(jiān)控系統(tǒng)改變傳統(tǒng)的溫度采樣模式,具有可靠性高、線路簡單、測量精度高、功能便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)原理 糧食在儲藏期間,由于受環(huán)境、氣候和通風(fēng)條件等因素的變化，糧倉內(nèi)溫度或濕度會發(fā)生異常，這極易造成糧食的霉?fàn)€、或發(fā)生蟲害。那么針對糧食儲藏的特殊性，我們選擇了糧倉內(nèi)的溫度和濕度作為主要監(jiān)測參數(shù)，把糧蟲發(fā)生情況作為輔助參數(shù)。 整個監(jiān)測系統(tǒng)由上位管理主機(jī)HOST、USB/CAN轉(zhuǎn)換器和多個智能節(jié)點(diǎn)組成。節(jié)點(diǎn)的數(shù)量由大型倉庫里的糧庫數(shù)量決定，一般在采用標(biāo)準(zhǔn)幀進(jìn)行CAN通信時，節(jié)點(diǎn)不超過110個；采用擴(kuò)展幀CAN進(jìn)行CAN通信時，節(jié)點(diǎn)數(shù)量原那么上無限制。整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)采用總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)原理圖如

30、圖1所示。 上位管理機(jī)采用PC機(jī)，主要完成整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置、糧庫的狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)處理、糧情分析、超限實時報警和報表打印等功能。下位智能節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集電路和CAN通控制驅(qū)動電路構(gòu)成。 下位機(jī)不僅要實時監(jiān)測本糧庫內(nèi)各個測試點(diǎn)的溫度、濕度和糧蟲發(fā)生情況，并保存和顯示結(jié)果，還要負(fù)責(zé)接收上位管理機(jī)的命令，根據(jù)上位機(jī)的要求上傳數(shù)據(jù)。 USB/CAN轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將上位機(jī)通過USB口輸出的命令轉(zhuǎn)換成CAN總線數(shù)據(jù)格式后，再下傳到CAN總線；或者將下位機(jī)通過CAN總線上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成USB數(shù)據(jù)格式后，再送到PC機(jī)。2 下位機(jī)硬件電路結(jié)構(gòu) 下位機(jī)以單片機(jī)AT89S52為核心，通過擴(kuò)展顯示電路、數(shù)據(jù)

31、采集電路和CAN通信模塊構(gòu)成一個完整硬件體系，如圖2所示。21 數(shù)據(jù)采集電路 數(shù)據(jù)采集電路由溫度采集電路、濕度采集電路和糧蟲檢測電路構(gòu)成。溫度檢測采用Dallas公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它不僅能直接輸出串行數(shù)字信號，而且具有微型化、低功耗、高性能、易于微處理器連接和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器對于實測的溫度提供了9-12位的數(shù)據(jù)和報警溫度存放器，它的測溫范圍為-55+125，其中在-10+85的范圍內(nèi)的測量精度為±。由于每個DS18B20有唯一的一個連續(xù)64位的產(chǎn)品號，所以允許在一根電纜上連接多個傳感器，以構(gòu)成大型溫度測控網(wǎng)絡(luò)。圖2電路中，設(shè)

32、計了兩條測溫單總線，每條單總線用一只場效應(yīng)管提供電源，每條總線上可并聯(lián)十幾只數(shù)字溫度傳感器DS18B20。 濕度檢測采用濕度傳感器HIH3610和DS2438組合模塊。HIH-3610是美國Honeywell公司生產(chǎn)的相對濕度傳感器，該傳感器具有精度高、響應(yīng)快速、高穩(wěn)定性、低溫漂、抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)及互換性好等優(yōu)點(diǎn)。HIH-3610采用熱固聚酯電容式傳感頭，在芯片內(nèi)部集成了信號處理功能電路，可以完成將相對濕度值變換成電容值，再將電容傳轉(zhuǎn)換成線性的電壓輸出。因此它輸出的模擬濕度信號，不能直接送單片機(jī)處理，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換。DS2438也是Dallas公司的單總線器件，具有A/D功能。HIH3610和DS2438可以組合在一起，構(gòu)成單總線數(shù)字濕度傳感器模塊。 糧蟲檢測器，當(dāng)檢測到糧食蟲害發(fā)生時，糧蟲檢測器輸出負(fù)脈沖，送微處理器記數(shù)和處理。系統(tǒng)采用一個8輸入與非門，可帶8臺糧蟲檢測器。22 顯示電路 顯示電路和微控制器的連接采用I2C總線，由于AT89S52單片機(jī)內(nèi)部沒有集成I2C總線模塊，故采用軟件模擬的方法實現(xiàn)I2C通訊。顯示驅(qū)動器采用具有I2C總線的器件SAA1064，可動態(tài)驅(qū)動4位8段LED顯示器。它內(nèi)部具有顯存和自動刷新功能，可免去微控制器的