基于51單片機(jī)的烤煙機(jī)溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)論文論文題目基于51單片機(jī)的烤煙機(jī)溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫濕度檢測(cè)和溫濕度控制。隨著溫濕度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫濕度控制器應(yīng)運(yùn)而生。介紹了基于89C51單片機(jī)的烤煙房溫濕度測(cè)控系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)調(diào)理、單片機(jī)和控制部分組成，模擬烤煙房的溫度曲線進(jìn)行控制。本設(shè)計(jì)使用SHT11溫濕度控制器檢測(cè)溫度和濕度，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后，驅(qū)動(dòng)繼電器及喇叭，并作出相關(guān)顯示，采用該測(cè)控系統(tǒng)準(zhǔn)確地檢測(cè)烤煙房?jī)?nèi)的溫濕度數(shù)有效地自動(dòng)控制烤煙房?jī)?nèi)的溫濕度，提高了烤煙房?jī)?nèi)的控制水平和煙葉的烘烤質(zhì)

2、量。說(shuō)明書(shū)分硬件部分和軟件部分進(jìn)行闡述，并附以原理圖和流程圖。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；倉(cāng)庫(kù)；SHT11ABSTRACTMCUintheapplicationofelectronicproductshasbecomeincreasinglywidespreadinmanyelectronicproductsarealsousedfordetectionandcontroloftemperatureandhumidity.withthetemperatureandhumiditycontrolleroftheincreasinglywiderangeofapplicationsanddiversityof

3、allkindsfordifferentoccasionscomeintobeingintelligenttemperaturecontroller.Thispaperpresentsasystemformeasuringandcontrolthetemperatureandhumidityintheflue一curingbarn,thesystemiscomposedofasinglechipmicrocomputer89C51,thetemperatureandthehumiditysensorSHT11.thisdesignasathermistortemperatureandhumid

4、itymeasurementdevices,andthenconvertedthroughSHT11,aftersingle-chipprocessing,relayandhorn-driven,andtomaketherelevantshow.Itimprovetheleveloftobaccoandtobaccocontrolroomofthebakingquality.Manualhardwareandsoftwaresub-partof,togetherwithaschematicdiagramandflowchart.Keywords：Single-chip；Flue-curedTo

5、bacco；SHT11TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 1緒論1 HYPERLINK l bookmark6 1.1本課題研究背景及目的1 HYPERLINK l bookmark8 1.2三段式烘烤技術(shù)要求2 HYPERLINK l bookmark12 1.3本課題研究方法與內(nèi)容4 HYPERLINK l bookmark14 2溫度測(cè)控理論5 HYPERLINK l bookmark16 2.1溫度和濕度的定義5 HYPERLINK l bookmark18 2.2溫度傳感器5 HYPERLINK l bookmark20 2.3濕度傳感器6 HYP

6、ERLINK l bookmark22 3溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark24 3.1系統(tǒng)分析7 HYPERLINK l bookmark26 3.1.1生產(chǎn)工藝要求7 HYPERLINK l bookmark28 3.1.2智能溫濕度控制系統(tǒng)功能需求分析7 HYPERLINK l bookmark30 3.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark32 3.3硬件部件的選用83.3.1主控制器8 HYPERLINK l bookmark34 3.3.2溫濕度檢測(cè)元件113.3.3顯示單元17 HYPERLINK l bookmark60 3.4系統(tǒng)硬

7、件原理圖設(shè)計(jì)19 HYPERLINK l bookmark62 3.4.1按鍵設(shè)計(jì)模塊19 HYPERLINK l bookmark64 3.4.2顯示電路模塊20 HYPERLINK l bookmark66 3.4.3控制輸出驅(qū)動(dòng)與報(bào)警電路模塊21 HYPERLINK l bookmark68 3.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)223.5.1軟件編程22 HYPERLINK l bookmark70 3.5.2軟件抗干擾23 HYPERLINK l bookmark72 4結(jié)論24致謝錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。25參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark78

8、附錄A烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范27 HYPERLINK l bookmark82 附錄B系統(tǒng)流程圖30 HYPERLINK l bookmark86 附錄C系統(tǒng)軟件程序34 1緒論11本課題研究背景及目的研究背景：煙草行業(yè)是一個(gè)高稅收行業(yè)，06年國(guó)的稅收為2900億元；人們將它稱之為“暴利行業(yè)”，因?yàn)槭菄?guó)家壟斷。同時(shí)又是國(guó)家管制很嚴(yán)的行業(yè)，截至2006年底，全國(guó)具有法人資格的卷煙工業(yè)企業(yè)已調(diào)整減少為31家，全行業(yè)17家省級(jí)公司中的11家已完成與所屬卷煙企業(yè)的合并重組。90年代初期，國(guó)家煙草專賣局煙葉公司在著力解決煙葉營(yíng)養(yǎng)不良、發(fā)育不全取得明顯成效的基礎(chǔ)上，開(kāi)始重點(diǎn)解決煙葉烘烤制約煙葉內(nèi)在品質(zhì)和外觀

9、質(zhì)量這一技術(shù)瓶頸。1992年，中國(guó)煙葉生產(chǎn)購(gòu)銷公司在鄭州市組織召開(kāi)了全國(guó)煙葉烘烤技術(shù)研討會(huì)，之后，組織開(kāi)展了烤煙三段式烘烤應(yīng)用理論與技術(shù)研究,在一定范圍內(nèi)進(jìn)行了三段式烘烤技術(shù)示范，取得了很好的效果，1997年國(guó)家煙草專賣局煙葉公司把烤煙三段式烘烤及配套技術(shù)作為重點(diǎn)新技術(shù)應(yīng)用推廣項(xiàng)目在全國(guó)組織推廣。三段式烘烤的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)多年來(lái)，對(duì)我國(guó)煙葉香吃味和外觀質(zhì)量同津巴布韋、巴西等國(guó)家相比有較大差異的分析認(rèn)為，除了土壤、氣候等環(huán)境因素，以及品種、栽培管理等主要生產(chǎn)措施外,烘烤有著十分重要的作用。而且，煙葉成熟度、烘烤工藝技術(shù)、烘烤設(shè)備等烘烤因素存在問(wèn)題極其普遍，在一些煙區(qū)還比較嚴(yán)重，無(wú)一不制約煙葉品質(zhì)和

10、效益。研究目的：設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用于三段式烤煙工藝的具有低成本、工作可靠和操作方便等特點(diǎn)的智能溫濕度控制系統(tǒng)，為企業(yè)提供一個(gè)溫濕度控制解決方案，增強(qiáng)我國(guó)煙草行業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)我國(guó)煙草行業(yè)的發(fā)展。1.2三段式烘烤技術(shù)要求成熟度是煙葉質(zhì)量的基礎(chǔ)和中心。研究和生產(chǎn)實(shí)踐認(rèn)為，煙葉成熟度有兩個(gè)含義:一個(gè)是采收煙葉成熟度,即田間生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)轉(zhuǎn)化達(dá)到的成熟度；一個(gè)是烤后煙葉成熟度,即烘烤過(guò)程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化達(dá)到分級(jí)要求的成熟度。所以，煙葉成熟度的本質(zhì)都是緊緊圍繞著最終煙葉品質(zhì)和可用性進(jìn)行充分而完善的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。煙葉成熟度問(wèn)題具體表現(xiàn)在下部葉輕飄，單葉重小，上部葉和較厚的煙葉背面偏白和正面與背面反差大的突出。需要更

11、新煙葉成熟度的觀念，盡快扭轉(zhuǎn)下部葉過(guò)熟、中部葉采生、上部葉采青的局面,做到下部葉適時(shí)早收，中部葉成熟穩(wěn)收,上部葉充分成熟采收，頂葉46片集中一次采收。要堅(jiān)持把成熟度作為烤煙生產(chǎn)全過(guò)程的技術(shù)中心，煙葉生產(chǎn)的全部操作過(guò)程都要緊緊圍繞和滿足煙葉最終真正長(zhǎng)熟、養(yǎng)熟。煙葉成熟的標(biāo)志，除了一般的外觀特征外,以煙葉烘烤變黃時(shí)間確認(rèn)。下部成熟葉變黃時(shí)間為6072h，中部葉為4860h,上部葉為3648h。只有首先扭轉(zhuǎn)煙葉成熟度的觀念，才可能保證烤后煙葉內(nèi)在品質(zhì)得到明顯改善，達(dá)到內(nèi)在品質(zhì)與外觀質(zhì)量統(tǒng)。根據(jù)附錄A“烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范”工藝要求如下：1變黃期：關(guān)閉天地窗，點(diǎn)火以后以lC/h的速度升到起點(diǎn)3436C

12、封火，保證干濕差12C，留10厘米左右的火眼；1小時(shí)后進(jìn)行第二次封火，留有3厘米的火眼，做到有火無(wú)苗，使底棚煙葉煙尖煙緣變黃，葉片出汗，再按每小時(shí)升1C至3840C，干濕差14C充分延長(zhǎng)時(shí)間，使煙葉進(jìn)一步變黃。充分凋萎，這是主要變黃期，待煙葉柔軟塌膀，變黃九成以后，升至4243C保溫保濕。當(dāng)二棚煙葉達(dá)到基本全黃充分塌架，煙筋變軟，再按每小時(shí)1C升至45C，干濕差為67C逐開(kāi)天地窗，適當(dāng)通風(fēng)排濕轉(zhuǎn)入定色期。此期應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）3638C變黃時(shí)間不宜太長(zhǎng)，防止煙葉養(yǎng)分消耗過(guò)多形成掛灰。（2）上部煙含水量少，干物質(zhì)多，此期多注意烤房?jī)?nèi)溫度，當(dāng)房?jī)?nèi)溫度夠時(shí)，應(yīng)往房?jī)?nèi)灑水補(bǔ)濕（火爐、火管上面不能灑水

13、）。（3）排濕要循序漸進(jìn)，不盲目排濕，排濕中應(yīng)加大火力，防止掉溫形成掛灰。2定色期：加大火力，保持溫度不下降，且升溫不宜太快，保持濕球穩(wěn)定，天窗開(kāi)完后，現(xiàn)逐步開(kāi)大地洞，以lc/h升至46C,濕球3739C,必要時(shí)從4648C頓火延長(zhǎng)時(shí)間，使煙筋變黃，煙葉勾尖卷邊至小卷筒50C時(shí)，葉片干燥三分之二小卷筒黃葉黃筋之后以1C/2h左右升至54C濕球3940C維持16小時(shí)以后，使二棚煙葉全干至大卷筒，全房黃筋黃葉頂棚亮行（小卷筒以上）轉(zhuǎn)入干筋期。此期應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）煙葉干燥達(dá)不到2/3以上，干球不能趕過(guò)50C，干球達(dá)到5253C要及時(shí)穩(wěn)溫、濕球不能過(guò)早升至41C，否則致香物質(zhì)難以形成；（2）防止出

14、現(xiàn)高溫高濕出現(xiàn)蒸片；（3）在4550C之間防止?jié)袂驕囟冗^(guò)低（少于37C）導(dǎo)致回青；（4）不能急升溫或掉溫形成掛灰。3.干筋期：升溫速度1C/h左右，至68C，最高不能超過(guò)70C，濕球4243C。濕球若偏低，先關(guān)風(fēng)洞，關(guān)完后再關(guān)天窗，當(dāng)中間棚次少數(shù)煙葉主脈2-3厘米未干時(shí)，可?；?。此期注意的問(wèn)題：（1）升溫不宜過(guò)快，60C前頂棚必須大卷筒。（2）干球超過(guò)68C，濕球不超過(guò)43C防止香氣受損，但濕溫低于41C，煙葉色淡，不鮮亮。（3）不能降溫以防洇筋洇片。（4）?；饡r(shí)，天窗稍留縫隙，以防悶紅。（5）注意安全生產(chǎn)防落葉、防發(fā)生火災(zāi)。煙葉烘烤是十分復(fù)雜的過(guò)程，雖然基本原理相同，但因煙葉品種、性質(zhì)不同,

15、煙葉烘烤特性就不同，再加上外界環(huán)境及烘烤設(shè)備上的差異，這就需要在生產(chǎn)實(shí)踐中靈活運(yùn)用。（ HYPERLINK /html/13/1302/65879_n.html%ef%bc%89 /html/13/1302/65879_n.html）通過(guò)對(duì)烘烤環(huán)境溫度、濕度、時(shí)間調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙葉水分動(dòng)態(tài)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的協(xié)調(diào)，達(dá)到最終將煙葉烤黃、烤干、烤香的統(tǒng)一，這就是三段式烘烤技術(shù)的核心,也是煙葉烘烤的根本目的。根據(jù)對(duì)煙葉在烘烤中變黃、變香和非正常情況下發(fā)生棕色化反應(yīng)變褐的化學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程及其與水分動(dòng)態(tài)、烤房溫濕度關(guān)系的研究結(jié)果，認(rèn)為三段式烘烤技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)如下。1、低溫變黃，黃干協(xié)調(diào)即要求煙葉在比較低的溫度下達(dá)

16、到比較高的變黃程度。煙葉變黃階段起始溫度3234C,大量變黃溫度3538C,完成變黃溫度3842C。煙葉在變黃階段失水量為30%左右,達(dá)到葉片發(fā)軟。若煙葉黃變和干燥其中之一達(dá)不到要求即必須采取保溫保濕變黃或排濕脫水的措施并延長(zhǎng)時(shí)間。2、適速升溫定色在4648C以前以平均lC/3h的速度升溫，之后以平均lC/2h的速度升溫邊升溫邊排濕定色。當(dāng)烤房溫度達(dá)到54C后需穩(wěn)定較長(zhǎng)時(shí)間(12h以上)，使淀粉徹底水解，糖分和致香物大量形成和積累。我國(guó)不少上部葉和較厚的葉片，正面呈黃色,背面黃白色明顯,其葉內(nèi)淀粉含量較高，若在54C左右給予比較多的時(shí)間，這種現(xiàn)象會(huì)得到改善，煙葉香吃味也會(huì)因此得到增進(jìn)提高。3、

17、重視濕球溫度即依鮮煙葉的素質(zhì)狀況確定和控制烘烤各階段的濕球溫度指標(biāo)，并以濕球溫度高低作為燒火和通風(fēng)排濕的主要技術(shù)依據(jù)。一般變黃階段控制干濕球溫度差14C，定色階段控制濕球溫度3740C，干筋階段控制濕球溫度4043C以下。4、允許烘烤技術(shù)指標(biāo)必要時(shí)作調(diào)整由于我國(guó)煙葉生長(zhǎng)的氣候、土壤等環(huán)境條件的多樣性,以及不同品種、部位等,鮮煙葉素質(zhì)存在人為不能抗御的差異，烘烤技術(shù)也必須服從于具體鮮煙葉的質(zhì)量潛能，才可能最大限度地反映其品質(zhì)和可用性本質(zhì)。因此，在實(shí)施三段式烘烤中,允許對(duì)上述主要指標(biāo)在一定范圍內(nèi)作某些必要的調(diào)整。( HYPERLINK /2005/8-12/200508121531552.html

18、 /2005/8-12/200508121531552.html)1.3本課題研究方法與內(nèi)容本課題涉及到實(shí)際生產(chǎn)工藝過(guò)程，由于條件所限制及時(shí)間緊迫，未能夠到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考查與研究，因此，在本次課題的研究方法上，尚欠一定的科學(xué)性與實(shí)用性。但通過(guò)閱讀一些專業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，結(jié)合本專業(yè)知識(shí)，盡量做到對(duì)產(chǎn)有指導(dǎo)性的作用。本課題的研究?jī)?nèi)容主要是包括三段式烤煙工藝技術(shù)要求、溫濕度測(cè)控理論以及智能溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)三段式烤煙工藝的充分認(rèn)識(shí)，了解常用溫濕度測(cè)控技術(shù)方法，結(jié)合本專業(yè)的控制理論知識(shí)，設(shè)計(jì)出一個(gè)應(yīng)用于三段式烤煙工藝的具有成本低、工作可靠和操作方便的智能溫度控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)烤煙工藝中干球溫

19、濕度曲線的測(cè)控。2溫度測(cè)控理論2.1溫度和濕度的定義溫度：度量物體冷熱的物理量，是國(guó)際單位制中7個(gè)基本物理量之一。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中，許多物理現(xiàn)象和化學(xué)過(guò)程都是在一定的溫度下進(jìn)行的人們的生活也和他密切相關(guān)。濕度：濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系，但用數(shù)量來(lái)進(jìn)行表示較為困難。對(duì)濕度的表示方法有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。日常生活中最常用的表示濕度的物理量使空氣的相對(duì)濕度。用RH表示。在物理量的導(dǎo)出上相對(duì)濕度與溫度有著密切的關(guān)系。一定體積的密閉氣體，其溫度越高相對(duì)濕度越低，溫度越低，其相對(duì)濕度越高。其中涉及到復(fù)雜的熱力工程學(xué)知識(shí)。有關(guān)濕度的一些定義：相對(duì)濕度：

20、在計(jì)量法中規(guī)定，濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。日常生活中所指的適度為相對(duì)濕度，用RH%表示?？傊礆怏w中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸氣壓）與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸汽壓）的百分比。什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的裝置；簡(jiǎn)單說(shuō)傳感器是將外界信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。溫度傳感器是最早開(kāi)發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器，使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。2.2溫度傳感器智能溫度傳感器智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國(guó)際

21、上已開(kāi)發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。2.3濕度傳感器在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是最難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。用干濕球濕度計(jì)或毛發(fā)濕度計(jì)來(lái)測(cè)量濕度的方法，早已無(wú)法滿足

22、現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。這是因?yàn)闇y(cè)量濕度要比測(cè)量溫度復(fù)雜的多，溫度是個(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度卻受其他因素(大氣壓強(qiáng)、溫度)的影響。此外，濕度的標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)難題。國(guó)外生產(chǎn)的濕度標(biāo)定設(shè)備價(jià)格十分昂貴。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度/溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。單片智能化溫度/溫度傳感器2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、SHT15型智能化溫度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為7.6(mm)X5(mm)X2.5(mm)，體積與火柴頭相近。出廠前，每

23、只傳感器都在溫度室中做過(guò)精密標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。測(cè)量相對(duì)溫度的范圍是0100%，分辨力達(dá)0.03%RH最高精度為2%RH。測(cè)量溫度的范圍是-40C123.8C,分辨力為0.01C。測(cè)量露點(diǎn)的精度3溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)分析據(jù)“烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范”（見(jiàn)附錄A）,結(jié)合本專業(yè)的知識(shí)設(shè)計(jì)，分析設(shè)計(jì)一個(gè)溫濕度控制系統(tǒng)，擬對(duì)烤煙加工過(guò)程中對(duì)溫濕度進(jìn)行控制，另?yè)?jù)不同時(shí)段、不同狀態(tài)對(duì)過(guò)程實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控。3.1.1生產(chǎn)工藝要求據(jù)對(duì)“烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范”（見(jiàn)附錄A）的分析，對(duì)溫控系統(tǒng)達(dá)到的技

24、術(shù)要求如下：1、可在任一工藝曲線中工作；2、溫度控制精度與顯示均為0.5度；3、鼓風(fēng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)；否則，關(guān)閉；4、通風(fēng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)濕度高于設(shè)定濕度時(shí)，開(kāi)通風(fēng)機(jī)；否則，關(guān)閉；5、當(dāng)溫度超設(shè)定上限警戒溫度時(shí)，報(bào)警與處理。3.1.2智能溫度控制系統(tǒng)功能需求分析該智能溫控系統(tǒng)應(yīng)具以下功能：1、實(shí)時(shí)輸出控制功能；2、具有實(shí)時(shí)溫濕度顯示功能；3、具有超溫報(bào)警功能和處理功能。3.2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)由上一節(jié)的功能需求分析，該系統(tǒng)包括幾個(gè)功能模塊；主控制器、鍵盤輸入、顯示、溫度檢測(cè)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、控制輸出驅(qū)動(dòng)以及報(bào)警處理。系統(tǒng)的原理框圖：控制按鈕溫度檢測(cè)LED顯示輸出控制報(bào)警圖3

25、.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.3硬件部分的選用3.3.1主控制器由于本系統(tǒng)工作計(jì)算量不大，實(shí)時(shí)控制要求的速度不高，該系統(tǒng)的輸入輸出線也不過(guò)，程序也不是很大，可以選用MCS-51系統(tǒng)常用的AT89C51單片機(jī)作為主控制器。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)集成4KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（EEPROM）和128bytes隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCSE-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于

26、各種控制領(lǐng)域。AT89C51主要性能參數(shù)：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128X8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)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(shí)鐘電路PL0卩I.1Pl.2Pl.3Pl.4Pl.Pl.&Pl.7RST(EIXD)P3.0(TXnP3.1(TF!T)P3.2(7nTT)F3.3|(T0)P3.+fri)P15觥P如l麗FKTAL2XTAL1|15DAT&9C51VCCpp.Q/CAD0)P0.PO.2/CW2)PLI.J/(A

27、E3)PQ.4/(A)4)P0.5/(AE)5)P0.6/(.Wfc)PD-.7/GUP)EA/VFPALE/PROCFSFNPL7/(A15JP2.6/(A14JP2h5/(A13)P2.斗(A12)P2.3/iAl)P2.2/(AiO)P2.P2.AT89C51AT89C51的引腳排列圖3.2AT89C51實(shí)體圖及引腳圖 P3.7?/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）衛(wèi) AT89C51端口引腳功能如下表:端口心功能Jvccp供電電壓_心GNDP接地心P0口）8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口）P1口）8位收向I/O口心P2口）8位收向I/O口心P3口8位雙向I/O口心RSTP復(fù)位輸入，ALE/PROG當(dāng)訪

28、間外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允訐的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)口/PSENP外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)口/EA/VPPP當(dāng)/EA保持底電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（OOOOH-FFFFH）,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器-心nALlP反向振蕩詼大器的輸入殛內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸-ML腫來(lái)自反向振蕩器的輸出PP3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示:端口引腳二備選功能門FS.O?RXD（串行輸入口）心/INTO（外部中斷）心P3.4，/INT1（外部中斷）心TO（計(jì)時(shí)器0,外部輸入）心T1（計(jì)時(shí)器1,外部輸入）衛(wèi)P3.6M（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）衛(wèi)3.3.2溫濕度檢測(cè)元件1、SHT11簡(jiǎn)

29、介SHT11是瑞士Scnsirion公司推出的一款數(shù)字溫濕度傳感器芯片。該芯片廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車、消費(fèi)電子、自動(dòng)控制等領(lǐng)域】7】。共主要特點(diǎn)如下：高度集成，將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上；提供二線數(shù)字串行接口SCK和DATA，接口簡(jiǎn)單，支持CRC傳輸校驗(yàn)，傳輸可靠性高；測(cè)量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器(分辨率為812位，可以通過(guò)對(duì)芯片內(nèi)部寄存器編程米選擇)；測(cè)量精確度高，由于同時(shí)集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y(cè)量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能；封裝尺寸超小(7.62mmX5.08mmX2.5mm)，測(cè)量和通信結(jié)束后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低功耗模式；高

30、可靠性，采用CMOSens工藝，測(cè)量時(shí)可將感測(cè)頭完全浸于水中。2、SHT11的引腳功能SHT11溫濕度傳感器采用SMD(LCC)表面貼片封裝形式，接口非常簡(jiǎn)單，引腳名稱及排列順序如圖1所示。GNDmNCDATA21NC3simi匚SCKIlNCVDD回NC圖1SHTH引腳圖各引腳的功能如下:腳1和4信號(hào)地和電源，其工作電壓范圍是2.45.5V；腳2和腳3二線串行數(shù)字接口，其中DA-TA為數(shù)據(jù)線，SCK為時(shí)鐘線;腳58未連接。3、SHT11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理溫濕度傳感器SHT11將溫度感測(cè)、濕度感測(cè)、信號(hào)變換、A/D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。該芯片包括一個(gè)電容性

31、聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。這兩個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該電信號(hào)首先進(jìn)入微弱信號(hào)放大器進(jìn)行放大；然后進(jìn)入一個(gè)14位的A/D轉(zhuǎn)換器；最后經(jīng)過(guò)二線串行數(shù)字接口輸出數(shù)字信號(hào)。SHT11在出廠前，都會(huì)在恒濕或恒溫環(huán)境中進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)存儲(chǔ)在校準(zhǔn)寄存器中；在測(cè)量過(guò)程中，校準(zhǔn)系數(shù)會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn)來(lái)自傳感器的信號(hào)。此外，SHT11內(nèi)部還集成了一個(gè)加熱元件，加熱元件接通后可以將SHT11的溫度升高5C左右，同時(shí)功耗也會(huì)有所增加。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗(yàn)證兩個(gè)傳感器元件的性能。在高濕（#8七;95%RH）環(huán)境中，加熱傳感器可預(yù)防傳感器結(jié)露，同時(shí)縮

32、短響應(yīng)時(shí)間，提高精度。加熱后SHT11溫度升高、相對(duì)濕度降低，較加熱前，測(cè)量值會(huì)略有差異。圈2SHT11部結(jié)構(gòu)圉微處理器是通過(guò)二線串行數(shù)字接口與SHT11進(jìn)行通信的。通信協(xié)議與通用的I2C總線協(xié)議是不兼容的，因此需要用通用微處理器I/O口模擬該通信時(shí)序。微處理器對(duì)SHT11的控制是通過(guò)5個(gè)5位命令代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的，命令代碼的含義如表1所列。表SHT11控制命令代碼命令代碼0001100101測(cè)械濕度00k10寫(xiě)內(nèi)部狀蕊需存需13110足垃命*使內(nèi)部咲更寄存器按復(fù)默認(rèn)值/F-tX命令前至少零特nms貝:他4、SHT11應(yīng)用設(shè)計(jì)10微處理器采用二線串行數(shù)字接口和溫濕度傳感器芯片SHT11進(jìn)行通信，所以

33、硬件接門設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單；然而，通信協(xié)議是芯片廠家自己定義的，所以在軟件設(shè)計(jì)中，需要用微處理器通用I/O口模擬通信協(xié)議。4.1硬件設(shè)計(jì)SHT11通過(guò)二線數(shù)字串行接口來(lái)訪問(wèn)，所以硬件接口電路非常簡(jiǎn)單。需要注意的地方是：DATA數(shù)據(jù)線需要外接上拉電阻，時(shí)鐘線SCK用于微處理器和SHT11之間通信同步，由于接口包含了完全靜態(tài)邏輯，所以對(duì)SCK最低頻率沒(méi)有要求；當(dāng)工作電壓高于4.5V時(shí)，SCK頻率最高為10MHz，而當(dāng)工作電壓低于4.5V時(shí)，SCK最高頻率則為1MHz。硬件連接如圖3所示。3矗處理器和合HT11的硬件連接圖4.2軟件設(shè)計(jì)微處理器和溫濕度傳感器通信采用串行二線接口SCK和DATA，其中SCK

34、為時(shí)鐘線，DATA為數(shù)據(jù)線。該二線串行通信協(xié)議和I2C協(xié)議是不兼容的。在程序開(kāi)始,微處理器需要用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)，如圖4所示。當(dāng)SCK時(shí)鐘為高電平時(shí)，DATA翻轉(zhuǎn)為低電平；緊接著SCK變?yōu)榈碗娖?，隨后又變?yōu)楦唠娖?；在SCK時(shí)鐘為高電平時(shí)，DATA再次翻轉(zhuǎn)為高電平。Dataj/:_圖4數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)舸俘SHT11濕度測(cè)試時(shí)序如圖5所示。其中，陰影部分為SHT11控制總線。主機(jī)發(fā)出啟動(dòng)命令，隨后發(fā)出一個(gè)后續(xù)8位命令碼，該命令碼包含3個(gè)地址位（芯片設(shè)定地址為000）和5個(gè)命令位；發(fā)送完該命令碼，將DATA總線設(shè)為輸入狀態(tài)等待SHT11的響應(yīng)；SHT11接收到上述地址和命令碼后，在

35、第8個(gè)時(shí)鐘下降沿，將DATA下拉為低電平作為從機(jī)的ACK；在第9個(gè)時(shí)鐘下降沿之后，從機(jī)釋放DATA（恢復(fù)高電平）總線；釋放總線后，從機(jī)開(kāi)始測(cè)量當(dāng)前濕度，測(cè)量結(jié)束后，再次將DATA總線拉為低電平；主機(jī)檢測(cè)到DATA總線被拉低后，得知濕度測(cè)量已經(jīng)結(jié)束，給出SCK時(shí)鐘信號(hào)；從機(jī)在第8個(gè)時(shí)鐘下降沿，先輸出高字節(jié)數(shù)據(jù)；在第9個(gè)時(shí)鐘下降沿，主機(jī)將DATA總線拉低作為ACK信號(hào)。然后釋放總線DATA；在隨后8個(gè)SCK周期下降沿，從機(jī)發(fā)出低字節(jié)數(shù)據(jù)；接下來(lái)的SCK下降沿，主機(jī)再次將DATA總線拉低作為接收數(shù)據(jù)的ACK信號(hào)；最后8個(gè)SCK下降沿從機(jī)發(fā)出CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)，主機(jī)不予應(yīng)答（NACK）則表示測(cè)量結(jié)束。S5

36、SHT11濕度測(cè)試時(shí)序圉地址和命呼1ackMACK由于微處理器通過(guò)二線串行數(shù)字接口訪問(wèn)濕度傳感器SHT11,而訪問(wèn)協(xié)議是芯片生產(chǎn)商白定義的，所以需要用通用I/O口模擬該通信協(xié)議。我們選用Atmel公司的微處理器ATmegal28。通過(guò)對(duì)I/O口寄存器的編程，該處理器的I/O口可以根據(jù)需要設(shè)置成輸入、輸出、高阻等狀態(tài)。這為模擬該通信協(xié)議提供了條件。在軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程巾，通過(guò)宏定義來(lái)實(shí)現(xiàn)I/O口狀態(tài)的改變。ifEcfiiiefiEi_daia_ODDRB|=(1PBS)盤TB&.=-(1PIS5)/DATA篩出0千血仃配泗e1吐(nDR15|=(1.PB5)；P()RTB|-?155)/DATA輸出】

37、jidefinerdeasc-data()DD只Ii&=11FRBi=(1_cldaycjeiiv2(unsignedir-F式中：RHtrue為經(jīng)過(guò)線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值，T為測(cè)試濕度值時(shí)的溫度（C），tl和T2為溫度補(bǔ)償系數(shù)，取值如表3所列。表2濕度線性補(bǔ)償系數(shù)表3濕度值溫度樸償蔡數(shù)苦OrhSOrlcg12世0.C14O52.KXW612位0,010rOOCOKE位-40.5-1S-7.2X10“3位0,01O.OQ1284.3.2溫度值輸出由于SHT11是采用PTAT能隙材料制成的溫度敏感元件，因而具有很好的線性輸出。實(shí)際溫度值可由下式算得：Temperature=dld2XSOT

38、式中：dl和d2為特定系數(shù)，dl的取值與SHT11工作電壓有關(guān)，d2的取值則與SHT11內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器采用的分辨率有關(guān),其對(duì)應(yīng)關(guān)系分別如表4和表5所列。表斗岔與H作電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)毎叢代乩廠Fi0H00-40.00475I嗣一oO3.5-3也66-35.353迪60-33.2&工5-39.58-39.23SO(-d.rv14R0.010r0J812也0.0723.3.4顯示單元采用74HC138驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。74HC138為3線一8線變量譯碼器74HC138管腳圖：PinAssignmentforDfRSO1C,SOPandTSSOP-WAOUTPUTS(*丄Vecvon吃Y3何ra諱J16

39、151413J?UIQ9J(1234567BCfiSKG1V7岳朋*z*OUTPUTSELECTENA6l74HC138功能表：InputsOutputsEnableSelectG1G2(Note1)CBAYOY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7XHXXXHHHHHHHHLXXXXHHHHHHHHHLLLLLHHHHHHHHLLLHHLHHHHHHLLHLHHLHHHHHHLLHHHHHLHHHHHLHLLHHHHLHHHHLHLHHHHHHLHHHLHHLHHHHHHLHHLHHHHHHHHHHL由上表可見(jiàn)74HC138譯碼器輸出低電平有效。為增加譯碼器功能，除三個(gè)輸入端C、B、A夕卜，還設(shè)置了Gl

40、、/G2A,/G2B，使譯碼器具有較強(qiáng)的抗干擾能力且便于擴(kuò)展。當(dāng)G1=0時(shí)，不管其他輸入如何，電路輸出均為“1”，即無(wú)譯碼輸出；只有當(dāng)G1=1,且/G2A=/G2B=0時(shí)，譯碼器才處于允許工作狀態(tài)，輸出與輸入二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，如CBA=110時(shí)，Y6輸出低電平?？刂戚敵鲵?qū)動(dòng)：在微控制器與鼓風(fēng)機(jī)之間，是弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，因而，需要采取一定的放大驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)為了使強(qiáng)電側(cè)不會(huì)造成控制電路側(cè)的干擾，也需要采取隔離技術(shù)，如電磁隔離、光電隔離等。為了節(jié)省成本，本系統(tǒng)擬自行設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的驅(qū)動(dòng)隔離電路，主要有三極管一級(jí)放大電路和電磁繼電器控制，具體如下電路設(shè)計(jì)部分。應(yīng)3報(bào)警處理：報(bào)警處理電路采用喇叭與發(fā)光

41、二極管聲色同時(shí)報(bào)警，確保報(bào)警的可靠。3.4系統(tǒng)硬件原理圖設(shè)計(jì):rTi-LJ-iir.rT-FJJJFTFP1THftnPJJ4TIMiwnriFt-J-i-D?FEXSFE.TMTfiM4IP打SPZMjF-J*!：riPJ.llTUI?n-H=FFj.Tfnr-：、*.EJyrBUZ?VR7IHtt1?I-TTiTX:圖3.3系統(tǒng)總圖根據(jù)上述方案，下面就每個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.4.1按鍵設(shè)計(jì)模塊由二個(gè)按鈕和一個(gè)排阻組成，分別接單片機(jī)的輸出口Pl.2P1.3，按鈕由上到下分別代表開(kāi)始與返回。當(dāng)沒(méi)有按下按鈕時(shí)，輸入口通過(guò)排阻與+5V電源相連,程序檢測(cè)到他們?yōu)楦唠娖?；?dāng)按下某一按鈕時(shí)，該輸入口直接接

42、地，為低電平，主程序檢測(cè)到相應(yīng)口的低電平時(shí)，即跳去執(zhí)行相應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)工藝的操作。isUt：TAL1XTAIZRBTporvAcaPO.VAD1POJIh.DZpoaH.raPO.ADh-POSh.EiS；PO.SH.MPO.7WD7S至353537-Upzn-.AsALE0pzaA-DpzaH.nPZ.+/A-CPSSA-QPZ.S.h.UPZ.TiAiS5F：4.R2.47k+7kTBJTE-lR.pinP1.1P12pupi.+P15P1.6P1.7h.TE&?51=TB圖3.4按鈕電路原理圖PIUPXDP3.1irT：-：HPliTffTOPiaTRTTpa+nnP35T1P日J(rèn)S顧p

43、i.TiTOr3.4.2顯示電路模塊ADCDEFGDP1：3斗hXrJU.inm.irnra.i.iiiXrjU2RL-rnui.imFI.*4JIME竺.JRnui.irvra.n.irirP5fJrzh.uP2JIJUP2J3AioP2J1.IIALE.刃NEETP2.I.9P3J1AI*PI.HASpi工nNFQpija円JInripirlErq-Cijn圖3.5LED電路顯示縮圖LED數(shù)碼管LED顯示器是由8個(gè)發(fā)光二極管顯示字段構(gòu)成的顯示器。有共陰極和共陽(yáng)極兩種。共陰極是各個(gè)二極管陰極一起接地，當(dāng)某一個(gè)二極管陽(yáng)極為高電平時(shí)，該二極管導(dǎo)通發(fā)光；共陽(yáng)極是各個(gè)二極管的陽(yáng)極一齊接Vcc,當(dāng)某二

44、極管的陰極為低電平時(shí)，該管發(fā)亮。本設(shè)計(jì)采用共陰極二極管。因?yàn)?，工作時(shí)間分成小時(shí)數(shù)，需用三位數(shù)表示；溫度在100C以內(nèi)，精度為0.5C，用三位數(shù)表示，相對(duì)濕度在100%以內(nèi)，精度為1%,用二位數(shù)表示加起來(lái)一共要用8個(gè)LED作為顯示部分，同時(shí)也要采用74HC138驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。在設(shè)計(jì)電路圖及顯示程序時(shí)要注意，其顯示的順序及各個(gè)LED的地址。段碼如下表：顯示字符1段碼心顯喬字符護(hù)段碼顯喬字符卓段碼心顯喬字符中段碼，3FHP6DH0.BFHP5.EDHP06HP7DH1.86H6.FDHP5BHO7H2.PDBHP87HP4FH3.PCFHPS.PFFHP366HPEFHP4.PE6H9”EFHP

45、由LED結(jié)構(gòu)可知，只要I/O口送出段碼值，LED就點(diǎn)亮。I/O口值不變，顯示內(nèi)容不變，不會(huì)閃爍，故靜態(tài)顯示圖形穩(wěn)定，電路簡(jiǎn)單，變成簡(jiǎn)單，占用CPU時(shí)間少。但隨著LED增加，I/O口線就增加，所以位數(shù)多時(shí)采用動(dòng)態(tài)顯示法。3.4.3控制輸出驅(qū)動(dòng)與報(bào)警電路模塊圖3.6控制輸出驅(qū)動(dòng)與報(bào)警電路原理圖1.繼電器驅(qū)動(dòng)電路:當(dāng)P3.0輸出為低電平0時(shí)，晶體管截止，繼電器不能接通；當(dāng)P3.0輸出為高電平1時(shí)，12V電源通過(guò)4.7K的上拉電阻提供充足的驅(qū)動(dòng)電流，晶體管導(dǎo)通，繼電器通電后開(kāi)關(guān)閉合，使鼓風(fēng)機(jī)工作，溫度上升。并聯(lián)在繼電器旁的二極管可切斷繼電器線圈可能引起的反電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)P3.1輸出為低電平0時(shí)，晶體管截止

46、，繼電器不能接通；當(dāng)P3.1輸出為高電平1時(shí)，12V電源通過(guò)4.7K的上拉電阻提供充足的驅(qū)動(dòng)電流，晶體管導(dǎo)通，繼電器通電后開(kāi)關(guān)閉合，使通風(fēng)機(jī)工作，濕度下降。并聯(lián)在繼電器旁的二極管可切斷繼電器線圈可能引起的反電動(dòng)勢(shì)。2.報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路：原理與繼電器驅(qū)動(dòng)電路相似，P2.4的輸出決定蜂鳴器的工作與否。3.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.5.1軟件編程硬件系統(tǒng)作為實(shí)體，為計(jì)算機(jī)工作提供了基礎(chǔ)和條件，但要使計(jì)算機(jī)有效工作，還必須有軟件配合。概括地說(shuō)，計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言三部分。但單片機(jī)由于硬件支持和需要所限，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的軟件不明顯區(qū)分系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，而是把兩者結(jié)合起來(lái)，只是程序

47、設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊設(shè)計(jì)，使軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便有效，易于維護(hù)。根據(jù)附錄A的“烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范”中技術(shù)要求和前面的設(shè)計(jì)，在溫度控制處理程序分為13號(hào)線工藝，而在13號(hào)線工藝中，可用不同段不同效率升溫程序?qū)崿F(xiàn)，對(duì)葉變黃副段、主變黃段、青筋消退副段采用每2小時(shí)1C的升溫程序，對(duì)主要定色段采用每2小時(shí)升溫1C的程對(duì)有效干筋段采用每小時(shí)升溫2C的程序。本系統(tǒng)采用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)。詳見(jiàn)附錄C。3.5.2軟件抗干擾為消除外界對(duì)系統(tǒng)的干擾，采取一定的軟件抗干擾措施非常必要，它可以提高軟件的可靠性，減少軟件錯(cuò)誤的發(fā)生以及在發(fā)生軟件錯(cuò)誤的情況下仍能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，本系統(tǒng)采用的軟件抗干擾措施主要有以下兩種：數(shù)字濾波技術(shù)

48、。采用數(shù)字濾波技術(shù)除去輸入信號(hào)中所摻雜的各種隨機(jī)干擾，為保證濾波效果。我們將算術(shù)平均值濾波法和中值濾波法組合起來(lái)。形成復(fù)合數(shù)字濾波器。軟件陷阱技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)受到干擾。PC值發(fā)生變化，程序“亂飛”等情況，可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)。由于程序采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，我們?cè)诔绦虻母髂K之間設(shè)置軟件陷阱，程序正常時(shí)不會(huì)掉入陷阱.異常進(jìn)入陷阱時(shí)又可以快速跳轉(zhuǎn)到正確位置。在未使用的ROM空間，每隔一段設(shè)置一個(gè)陷阱。如果程序跑飛到這個(gè)區(qū)域，也一樣能將它轉(zhuǎn)回到正確位置執(zhí)行56。4結(jié)論本文設(shè)計(jì)的溫濕度測(cè)量系統(tǒng)由于采用了高集成度和高精度的溫濕度數(shù)字傳感器SHT11,既節(jié)省了單片機(jī)I/O口資源和使系統(tǒng)整體

49、設(shè)計(jì)成本下降，又避免了逐個(gè)測(cè)量時(shí)造成的整體測(cè)量滯后問(wèn)題和提高了測(cè)量精度，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了單片機(jī)的程序編寫(xiě)。上述的設(shè)計(jì)方案滿足煙葉三段式烘烤工藝的要求，解決了系統(tǒng)控溫和控濕準(zhǔn)確，烘烤進(jìn)程自動(dòng)控制，有效避免了少人值守?zé)o人值守和烘烤技術(shù)操作不當(dāng)?shù)热藶槭д`可能造成的烘烤損失，降低了烘烤勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了上等煙比例和煙葉烘烤質(zhì)量。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本著盡量簡(jiǎn)化硬件系統(tǒng)和節(jié)約成本的原則，同時(shí)也盡可能使用高集成模塊使硬件系統(tǒng)外圍電路簡(jiǎn)單可靠。另外，由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊，未在硬件系統(tǒng)上驗(yàn)證，這是其中的一大缺陷。在過(guò)去的兩個(gè)多月里，經(jīng)查閱大量相關(guān)資料，使我的理論知識(shí)得到進(jìn)一步的提高與擴(kuò)展，對(duì)我四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，一個(gè)全

50、面的應(yīng)用過(guò)程。在這過(guò)程中，須用到單片機(jī)知識(shí)、匯編語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)控制及傳感器和數(shù)字電路各方面的知識(shí)，對(duì)這些知識(shí)做了鞏固，在網(wǎng)上研讀了一些平時(shí)課本上欠缺的部分資料。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，把所學(xué)過(guò)的和未學(xué)過(guò)的且與設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)全面地組織到一起，更全面地了解自動(dòng)化方面知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。鞏固舊知識(shí)的同時(shí)更學(xué)到了很多新知識(shí)。這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，非常感謝黃烜導(dǎo)師和各位同學(xué)朋友的幫助，謝謝他們?yōu)槲姨峁┝撕芏鄬W(xué)習(xí)的資料以及各方面有價(jià)值的網(wǎng)站，讓我獲得大量的信息資源，不僅豐富了我的知識(shí)面，更加讓我學(xué)會(huì)了自己動(dòng)手完成一件事情的意義，讓我樹(shù)立了在研究制作方面的興趣和信心.在我遇到困難

51、的時(shí)候，我的老師教會(huì)我很多技巧，讓我在網(wǎng)上獲得大量的信息資源，來(lái)從事自己，成為我完成實(shí)際的重大工序，雖然由于時(shí)間緊迫未能完成實(shí)物的制作，但是我已經(jīng)在心里構(gòu)建起來(lái)一個(gè)框架，通過(guò)同學(xué)的幫助學(xué)習(xí)了protues仿真，這樣就節(jié)省了大量的時(shí)間，提高了論文設(shè)計(jì)的效率。借此機(jī)會(huì)也感謝廣東省煙草公司提供的資料，成為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的一道催化劑。參考文獻(xiàn)廣東省煙草公司的“烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范”Z,1997.李廣弟，朱月秀，冷祖祁單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007:18-43.劉暢生，宣宗強(qiáng)，雷振亞，張昌民.傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)及應(yīng)用電路一溫度傳感器分冊(cè)（上）M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2005:26

52、-56.陳忠華.基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.大連：大連理工大學(xué)，2006.何立明單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004：45-60.余錫存，曹國(guó)華單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2003：23-36.劉建舂.烤煙房溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.集美大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004,9（4）:362365.陳爾紹.傳感器實(shí)用裝置制作集錦M.北京：人民郵電出版社，1999:17-25.AndrewD.DeHennis,KensallD.Wise.Awirelessmicrosystemfortheremotesensingofpressure,t

53、emperature,andrelativehumidityC.OurnalofMicrocelectromechanicalSystems,2005:230-278.AndreasJunghanns，SchaefferJ.Searchvesusknowledgeingameplayingprogramrevisited.Techical，UniversityofAlbama，1998.附錄A烤煙采收烘烤技術(shù)規(guī)范優(yōu)質(zhì)煙成熟采收標(biāo)準(zhǔn)：葉色落黃，中上部葉面出現(xiàn)黃色成熟斑；葉面茸毛脫落，有光澤，葉面發(fā)皺;主脈變白發(fā)亮；下部葉支脈變白約1/3，中部葉變白1/2以上，上部葉變白2/3以上；葉尖和葉緣下卷

54、。葉片下垂，莖葉角度達(dá)90度。煙葉采收及注意事項(xiàng)：采收煙葉時(shí)依成熟度不同自下而上逐片采收，切實(shí)做到不采生、不丟熟、不曝曬、不擠壓，確保鮮煙質(zhì)量。采收時(shí)間宜在早上或上午進(jìn)行，以利于識(shí)別成熟度。如煙葉成熟期遇雨返青，應(yīng)等其重新呈現(xiàn)成熟特征時(shí)再采收。圖1三段式煙葉哄烤工藝圖技術(shù)要求:變黃期葉尖變黃副段：以36C的適溫和12C的干濕球差，促使葉尖緣變黃，并促使煙葉發(fā)汗，至葉尖變黃普遍達(dá)810厘米長(zhǎng)時(shí)，則可升溫進(jìn)入主要變黃期。當(dāng)煙葉加速發(fā)汗之時(shí)，可預(yù)開(kāi)天窗約1/3。主要變黃段：中下部葉以38C、上部葉以39C的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)溫，讓煙葉充分變黃。干濕球差保持23C,加速葉片葉脈的失水變軟，當(dāng)?shù)着餆熑~呈勾尖卷邊、

55、葉片發(fā)軟塌架，下部葉基本達(dá)黃片青筋，中上部葉半數(shù)以上過(guò)黃片黃筋僅有少部分青筋黃片時(shí)，即可轉(zhuǎn)入定色期。變黃期的操作主要是收緊火底，保住黃，穩(wěn)定溫度，并運(yùn)用地窗的封、關(guān)或微開(kāi)，控制好干濕球差，保證煙葉“黃軟同步”。定色期青筋消退副段：下部葉在46C，營(yíng)養(yǎng)充足的健生葉或上部葉在47或48C，作適當(dāng)?shù)姆€(wěn)溫頓火，有效地完全消退殘存的葉片浮青和青筋，并加速主和上棚葉片的繼續(xù)失水變軟，至底、二棚全無(wú)青筋，上棚基本無(wú)青筋時(shí)，則可家下升溫。主要定色期：不同部位、狀況的煙葉，以不同的速度升溫至近55C后，進(jìn)行一次關(guān)鍵性的穩(wěn)溫頓火下部葉、薄葉宜穩(wěn)溫在5153C之間，中上部葉、營(yíng)養(yǎng)充足的健生厚葉宜穩(wěn)溫在5455C之間

56、，直到上棚葉也基本上達(dá)到大卷筒時(shí)，才轉(zhuǎn)入干筋期。濕球溫度隨干球溫度升達(dá)50C和穩(wěn)溫的高度時(shí),可分別提高至39C或40Co定色期操作的關(guān)鍵是漸擴(kuò)火底，漸加火力，在有序地升溫、穩(wěn)溫的同時(shí)，視濕球溫度的指示，逐漸開(kāi)大天地窗，全力加速排濕，以合理的節(jié)奏，提高并固連到煙葉的內(nèi)外觀優(yōu)良品質(zhì)。此期，燒火及開(kāi)天地窗開(kāi)關(guān)操作要力求循序平穩(wěn)，切忌大加大減、大開(kāi)大關(guān)、大起大落。干筋期適加火力，以每小時(shí)1C以上的速度，將干球溫度升至65C或67、68C；濕球溫度也相應(yīng)提高至41、42C，但不宜超過(guò)43C，并一直穩(wěn)至全房煙葉主脈全干。穩(wěn)溫達(dá)610小時(shí)厚，葉片葉脈殘存的水分進(jìn)一步劇減，這時(shí)可視干濕球溫度的指示，逐漸關(guān)小天

57、地窗和減弱火勢(shì)。干筋期必須注意檢查房?jī)?nèi)火爐、火管的完好度，關(guān)注落桿落煙的發(fā)生，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理補(bǔ)救，以防安全事故的發(fā)生。含水量多的煙葉是指9公斤以上鮮葉才能考出1公斤干葉的成熟鮮煙葉。這類煙葉宜在變黃期采用“開(kāi)窗烤”、“高溫變黃”等特殊方法加以處理，使之達(dá)到“邊黃邊軟”，甚至是“先軟后黃”的狀態(tài)，才能順利進(jìn)入定色期，從而把它烤好。即點(diǎn)火前就先開(kāi)天窗1/3,地窗關(guān)而不封，度過(guò)葉尖變黃期，葉尖變黃期，葉尖變黃35厘米后，即將溫度較急地升至39C，干濕球差也拉大至34C；當(dāng)?shù)讓訜熑~變黃達(dá)34成時(shí)，又可將溫度較快地升至42C，干濕球差進(jìn)一步拉大至56C，以一再偏高地溫度和一再偏低地相對(duì)溫度，猛促葉片

58、和主脈失水變軟，在變軟的同時(shí)，繼續(xù)加速葉片變黃，當(dāng)?shù)着餆熑~達(dá)到青筋黃片時(shí)，就可進(jìn)入定色期的青筋消退副段，并拖長(zhǎng)這一階段，徹底地消除葉片的浮青和青筋，當(dāng)?shù)着餆熑~小卷筒，上棚煙葉塌架、主脈基本變軟、青筋基本消除，則可升溫進(jìn)入主要定色段，按“基本模式”操作，把這類煙葉烤好。含水量特別少的煙葉是指6公斤以下鮮葉就可烤出1公斤干葉的成熟鮮煙葉。這類煙葉宜延長(zhǎng)36C的葉尖變黃期，至底棚葉片變黃34成后，再升至主要變黃溫度；另外，主要變黃溫度宜適當(dāng)選得高些，39或40C；干濕球差拉大得近些一12C,超過(guò)3C時(shí)，應(yīng)即進(jìn)行人工補(bǔ)濕；整個(gè)變黃期拖得長(zhǎng)些一至底層煙葉近半數(shù)消除了青筋，才升溫轉(zhuǎn)入定色期。此戶，就可按“

59、基本模式”操作。附錄B系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)主流程圖:開(kāi)始8個(gè)顯示位送6首地址送0主程序流程圖把R（地址數(shù)據(jù)取出數(shù)據(jù)表表首地址地址結(jié)果送顯示/N是否送Y*轉(zhuǎn)向下一個(gè)結(jié)束/顯示子程序流程圖幵始秒單元+2分單元消霧孑單元+1時(shí)單元+1逍回Ird中斷程序程序流程圖時(shí)鐘子程序流程圖取當(dāng)前時(shí)間第一工作段否結(jié)束/二工作段否結(jié)束n是否達(dá)到恒溫、（濕）第三工作段否結(jié)束調(diào)恒溫（濕）程序調(diào)升溫（除濕）程序返回執(zhí)行子程序流程圖升溫子程序流程圖恒溫子程序流程圖附錄C系統(tǒng)軟件程序MAIN:ORGOOHAJMPSTARTOORGOBHAJMPSERVESTARTO:CLRP3.0;驅(qū)動(dòng)清零CLRP3.1;驅(qū)動(dòng)清零CLRP2.4;

60、報(bào)警清零CLRP1;顯示清零MOV76H,#00H;時(shí)單元清零（16進(jìn)制）MOV77H,#00H;分單元清零（16進(jìn)制）MOV78H,#00H;秒單元清零（16進(jìn)制）MOV79H,#00H;顯示單元全部清零，開(kāi)機(jī)時(shí)候LED全以零顯示MOV7AH,#00HMOV7BH,#00HMOV7CH,#00HMOV7DH,#00HMOV7EH,#00HMOV7FH,#00HMOV80H,#41H;第一工作段須工作至小時(shí)數(shù)MOV81H,#78H;第二工作段須工作至小時(shí)數(shù)MOV82H,#0A0H；第三工作段須工作至小時(shí)數(shù)MOV83H,#19H；開(kāi)始溫度MOV84H,#25H；第一段須恒溫溫度MOV85H,#3