【正文】 當(dāng)前 窗狀態(tài) ,再輸出脈沖信號調(diào)整步進電機 ， 完成下雨自動關(guān)窗 等 。數(shù)字傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計算機已成為當(dāng)今計算機技術(shù)的三大基礎(chǔ)，計算機監(jiān)控技術(shù)已成為人們關(guān)注的熱點。 國外倉庫的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟，高科技的數(shù)字傳感器廣泛應(yīng)用于倉庫溫、濕華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 度監(jiān)控系統(tǒng)。 近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和微處理器芯片的發(fā)展，為了簡化倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計并降低成本，各公司的科研機構(gòu)開始致力于相關(guān)領(lǐng)域的探索，是的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化成為可能 。 1) 硬件技術(shù) 早期倉庫溫濕度檢測主要采用溫度計量算法，它是將溫度計放入特定的插桿中，根據(jù)經(jīng)驗插入倉庫的多個測溫點，工作人員定期拔出讀數(shù)，決定采取相應(yīng)的措施。我國的儲藏物現(xiàn)均集中存放在地方或國家的倉庫中。 倉庫管理的重點之一就是要經(jīng)常檢查溫度變化，以便及時發(fā)現(xiàn)儲藏物發(fā)熱點，減少損失。我國許多儲備糧庫每年都因測控設(shè)備的不完善而導(dǎo)致部分糧食霉變，許多大型儲備 糧庫的測控設(shè)備仍需高價進口，因此國家準備在未來的幾年內(nèi)對全國所有的糧庫進行翻新和改造工作，要求規(guī)范糧庫管理，實現(xiàn)糧庫管理現(xiàn)代化。最典型的一個例子就是糧食儲備基地的倉庫實用。當(dāng)遇到雨天，單片機控制系統(tǒng)通過雨滴傳感器的信號，自動的進行關(guān)天窗動作。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。 華科學(xué)院 HUAKE INSTITUTE OF TAIYUANUNIVERSITY OF SCIENCE amp。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。同時為了人性化的設(shè)計，本系統(tǒng)還設(shè)有手動控制按鈕，可以通過手動按鈕控制窗子的開關(guān)。眾所周知，糧食的儲存需要合適的濕度和溫度，若管理不當(dāng)，糧食受潮發(fā)霉或生蟲，將會造成大量的糧食浪費。 影響儲糧安全的最主要因素是糧堆內(nèi)的大氣條件 (相對濕度和溫度的日變化和季 節(jié)變化 )，這就要求能有一種有效的、低成本的儀表來實現(xiàn)監(jiān)測控制功能，使得管理 人員能夠方便有效地進行監(jiān)控操作。然而，堆積物的熱傳遞又是那樣的緩慢，使人感知極差，需要管理人員經(jīng)常進入悶熱、嗆人的倉庫內(nèi) 觀察溫、濕度，不斷進行翻倉、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫濕度，這樣不但控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大。按照國家儲藏物保護法，必須定期抽樣檢查糧食的溫、濕度，以確保儲藏質(zhì)量。這種方法由于溫度計精度、人工讀數(shù)的人為因素等原因，溫度檢測不僅速度慢而且精度低，抽樣不徹底，局部糧食溫度過高不易被及時發(fā)現(xiàn)，局部糧食發(fā)霉變質(zhì)引起大面積壞掉的情況時有發(fā)生。其中，美國達拉斯公司推出的單總線接口協(xié)議采用單根信號線，既可傳輸數(shù)據(jù)又可傳輸時鐘，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因此單總線技術(shù)具有線路簡單，硬件開銷小，便于總線擴展和維護等優(yōu)點。這種傳感器采用微 控制器與半導(dǎo)體集成電路的最新技術(shù)，在一個芯片上集成了溫度檢測芯片、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換芯片、計算機接口芯片，存儲芯片等，除完成溫度檢測功能外，還可完成預(yù)置范圍溫度、報警、多路 A/D 轉(zhuǎn)換、溫度補償?shù)裙δ堋? 2) 軟件技術(shù) 近年來，各種計算機軟件開發(fā)平臺有了很大發(fā)展，特別是基于 Windows 環(huán)境下的Delphi、 Power Builder、 Visual Basic、 Visual C++的不斷升級，數(shù)據(jù)功能增強，能夠使用ODBC 驅(qū)動程序訪問各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并可使用 ADO、 DAO 等各種應(yīng)用程序開發(fā)接口，操縱數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫對象與結(jié)構(gòu)方便地對監(jiān)測系統(tǒng)進行顯示、打印、查詢、自動控制等操作，為高性能的測控軟件設(shè)計提供了基礎(chǔ)。 2. 本設(shè)計的要求 1)完成該課題必須重點研究 單片機控制 、 溫濕度采集、復(fù)位電路等 關(guān)鍵問題和理論。濕度檢測使用濕敏電阻。 DS18B20工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單 。當(dāng) S S2 導(dǎo)通時， S S4 關(guān)斷，電機兩端加正向電壓，可以實 現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動；當(dāng) S S4 導(dǎo) 通時， S S2 關(guān)斷，電機兩端為反向電壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。 方案二： 倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)是以 AT89C52 系列單片機為核心構(gòu)成的檢測系統(tǒng)。 上橋臂導(dǎo)通 下橋臂導(dǎo)通 上下直通 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 總體設(shè)計 （ 1） 顯示室溫與時間：通過溫度傳感器組成的測控系統(tǒng)，間隔的測量室內(nèi)的溫度， 并將溫度和日期時間經(jīng) LCD 液晶顯示出來。 系統(tǒng)由最初的實驗階段到產(chǎn)品的形成過程中，其基本的功能框架如下 ： 圖 系統(tǒng)框圖 各單元電路設(shè)計 控制單元設(shè)計 單片機芯片 顯示單元 溫度采集電路 雨滴檢測電路 STC89C52 按鍵電路 電機電路 林思波：基于單片機的倉庫溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計 8 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND20U28052P10P11P12KEY1KEY2KEY3M2M110KR3010uFC7S2SWPBVCC12Y230pFC430pFC5X1X2X1X2VCCVCCVCC10KR1510KR1610KR1710KR1810KR1910KR2010KR2110KR22LED1LED2LED3LED4LED5SCLKCS130218B20waterP00P01P02P03P04P05P06P07 圖 MCU 核心電路 本設(shè)計中采用了 STC89C52 單片機作為主控芯片， STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，該器件采用 STC 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 M C S5 1 指令集和輸出管腳相兼容。空閑模式下， cpu 停止工作，允許 ram、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 ④ 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。 在 flash 編程和校驗時， p1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 p3 口亦作為 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 ? ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 ? 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8eh 單元的 d0 位置位，可禁止 ALE操作。 ? EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000hffffh），EA 端必須保持低電平（接地）。 2)、 STC89C52 主要功能如下表所示 表 STC89C52 的主要功能特性 主 要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 2. DS1302 時鐘電路 本電路采用 DS1302 時鐘芯片， DS1302 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U1DS1302VCC12Y112P2Header 2batterbatterSCLKCS1302電池 圖 時鐘電路原理圖 現(xiàn)在流行的串行時鐘電路很多，如 DS130 DS130 PCF8485 等。采用三線接口與 CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。采用普通 晶振。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 位到高位 7。DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個 單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。另外，還可以在上面的電路中加入 DS18B20，同時顯示實時溫度。這種記錄對長時間的連續(xù)測控系統(tǒng)結(jié)果的分析及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義。本設(shè)計采用如圖 所示的復(fù)位電路，該電路既可以實現(xiàn)上電復(fù)位，又可以按鍵復(fù)位。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 所示。 產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如圖 所示： 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 復(fù)位信號的電路邏輯圖 整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按 鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)位電路 ① 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖 （ a）所示。 圖 單片機復(fù)位電路 其它模塊通過 P0、 P P2 和 P3 四組 I/O 口與單片機控制系統(tǒng)相接，從而實現(xiàn)單片機控制系統(tǒng)的總調(diào)度任務(wù)。 要想使 DS18B20 進行精確的溫度轉(zhuǎn)換， I/O 線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由 于每個 DS18B20 在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達到 1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根 I/O 線上進行多點測溫時，只靠 上拉電阻就無法提供足夠的 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。在強上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問題，因此也適合于 多點測溫應(yīng)用，缺點就是要多占用一根 I/O 口線進行強上拉切換。 DQ2GND1VCC3DS1DS18B20VCC10KR2718B20 圖 溫度采集電路原理圖 2 .DS18B20 溫度傳感器芯片 美國 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD）專利技術(shù)。 （ 1） DS18B20 的主要特性 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 1） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。 5)溫范圍－ 55℃ ～ +125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為 177。 8） 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時可傳送CRC 校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 。 （ 3） DS18B20 的工作原理 DS18B20 的讀寫時序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)