【正文】 的變化，使用運(yùn)算放大器交給信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，最后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，傳給單片機(jī)，單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用LCD顯示，當(dāng)溫度值超過(guò)設(shè)定值時(shí)開(kāi)始報(bào)警。光纖溫度傳感器的精度更高，但成本較貴。正是這些特點(diǎn)使得采用DS18x20溫度傳感器的糧情測(cè)控系統(tǒng)更適用于高大糧倉(cāng)（諸如淺圓倉(cāng)、立筒倉(cāng)）的應(yīng)用環(huán)境，可以解決高大糧倉(cāng)在不需重新安裝測(cè)溫電纜的情況下更換測(cè)溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對(duì)位置。采用數(shù)字式溫度傳感器糧情測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與采用熱敏電阻糧情測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致相同，只是用測(cè)控單元替代了智能分機(jī)、擴(kuò)充接線器替代了溫度分線器?！?。糧情監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)采用的溫度傳感器的不同進(jìn)行如下分類(lèi):（1）熱敏電阻以溫度變化導(dǎo)致阻值的變化為工作原理的熱敏電阻，因其具有成本低、體積小、簡(jiǎn)單、可靠、響應(yīng)速度快、容易使用等特點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)糧情檢測(cè)系統(tǒng)中采用最多的溫度傳感器。初期，以銅電阻，熱敏電阻作為傳感器件，通過(guò)檢測(cè)電阻的變化來(lái)反映糧食溫度的變化，為糧食保管提供參考依據(jù)。利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)糧倉(cāng)進(jìn)行檢控，用戶(hù)可以方便地夠造自己所需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時(shí)候把糧倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳到控制室，管理人員不進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)就可以按照所需的溫度要求對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)的溫度情況進(jìn)行控制，提高了生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了糧倉(cāng)內(nèi)存儲(chǔ)安全，獲得了糧倉(cāng)的實(shí)時(shí)管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化?，F(xiàn)在，我國(guó)在糧倉(cāng)建設(shè)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，但是監(jiān)測(cè)手段一直未能實(shí)現(xiàn)同步現(xiàn)代化。該系統(tǒng)具有可靠性和高性?xún)r(jià)比，而且操作維修簡(jiǎn)便，具有檢測(cè)、數(shù)顯、分析等諸多功能。利用微機(jī)技術(shù)對(duì)糧倉(cāng)進(jìn)行監(jiān)控，用戶(hù)可方便地構(gòu)造自己需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時(shí)候把糧倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳到控制室，管理人員不需要深入現(xiàn)場(chǎng)，就可查看歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)了國(guó)家糧食儲(chǔ)備安全水平，以獲得實(shí)時(shí)糧倉(cāng)管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。一般來(lái)說(shuō)，糧食存放在糧倉(cāng)中，大型的糧倉(cāng)可存放數(shù)以萬(wàn)計(jì)的糧食，而且這些糧食存放的時(shí)間有長(zhǎng)有短。目 錄第1章 緒 論 1 1 1 2第2章 糧倉(cāng)多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 4 4 5 5第3章 單片機(jī)AT89S52介紹 7 7 7 8 9為了保證存放在糧倉(cāng)中的糧食不致腐爛變質(zhì)，就必須使糧倉(cāng)內(nèi)的溫度保持在一定的范圍以?xún)?nèi)。本文只闡述糧情溫度檢測(cè)，以下所說(shuō)糧情僅指溫度。科學(xué)儲(chǔ)糧是糧食生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，若管理不當(dāng)，糧食發(fā)霉或生蟲(chóng)會(huì)造成極大浪費(fèi)。我國(guó)許多儲(chǔ)備糧庫(kù)每年都因測(cè)控設(shè)備的不完善而導(dǎo)致部分糧食霉變，許多大型儲(chǔ)備糧庫(kù)的測(cè)控設(shè)備仍需高價(jià)進(jìn)口，因此國(guó)家準(zhǔn)備在未來(lái)的幾年內(nèi)對(duì)全國(guó)所有的糧庫(kù)進(jìn)行翻新和改造工作，要求規(guī)范糧庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)糧庫(kù)管理現(xiàn)代化。微機(jī)測(cè)量是微機(jī)設(shè)計(jì)的第一步，是微機(jī)測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)部分，即測(cè)量糧倉(cāng)中的溫度，并使用單片機(jī)對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。但此工作靠人工測(cè)量，效率低，準(zhǔn)確性差。熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)較高，室溫通常也較高，因此其自身發(fā)熱較小，信號(hào)調(diào)節(jié)較為簡(jiǎn)單。DS18x20采用1－WireTM接口，封裝形式有PR－35和SSOP－16兩種，糧情測(cè)控系統(tǒng)中采用的是PR－35封裝。測(cè)控單元與智能分機(jī)的區(qū)別在于沒(méi)有用于將溫度信號(hào)數(shù)字化的A/D轉(zhuǎn)換電路，取而代之的是1－WireTM總線與上層通信總線之間的通信轉(zhuǎn)換電路，如果系統(tǒng)選用了數(shù)字式濕度傳感器則測(cè)控單元將完全由數(shù)字電路組成，而智能分機(jī)是由數(shù)字電路和模擬電路兩部分構(gòu)成的，這將使測(cè)控單元的電路設(shè)計(jì)更為容易。由于這種溫度傳感器的價(jià)格比熱敏電阻高出許多，所以DS18x20溫度傳感器糧情測(cè)控系統(tǒng)在房式倉(cāng)中應(yīng)用時(shí)不如熱敏電阻糧情測(cè)控系統(tǒng)更具有性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)。第2章 糧倉(cāng)多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89S52為核心器件的一套檢測(cè)系統(tǒng)，以制作出的電路板為實(shí)物，以C語(yǔ)言進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)，利用PROTEL DXP作為仿真軟件設(shè)計(jì)而成的。：模擬溫度 傳感器運(yùn)算放大器A/D轉(zhuǎn)換鍵盤(pán) 單片機(jī)LCD 顯示模塊集成功放報(bào)警器方案二：該方案使用了AT89S52單片機(jī)作為控制核心，以智能溫度傳感器DS18B20為溫度測(cè)量元件，采用多個(gè)溫度傳感器對(duì)多點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)鍵盤(pán)模塊對(duì)溫度上限設(shè)置，超過(guò)其溫度值就報(bào)警。由于采用了多個(gè)分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，容易出現(xiàn)誤差，測(cè)量結(jié)果不是很準(zhǔn)確，因此本方案并不可取。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)首先LCD初始，寫(xiě)入報(bào)警溫度的上下值。INTEL的MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。AT89S52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(mén)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。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高128個(gè)單元是為專(zhuān)用寄存器提供的，因此該區(qū)也稱(chēng)作特殊功能寄存器（SFR），它們主要用于存放控制命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)。 AT89S52單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程閃存。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問(wèn)題，且成本較低。 AT89S52引腳功能與封裝。①P0端口，該口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。③ P2端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號(hào)。在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號(hào)，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過(guò)。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可以選用，哪一種原理的傳感器更為適合，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下具體問(wèn)題：量程的大?。槐粶y(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式是接觸式的還是非接觸式的；信號(hào)的引出方法；傳感器的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格是否能承受。在滿(mǎn)足檢測(cè)系統(tǒng)要求的前提下我們一般選擇價(jià)格便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。另外，DS18B20一線總線數(shù)字化溫度傳感器同DS18B20一樣，DS18B20也支持一線總線接口．采用單根信號(hào)線，既可以傳輸時(shí)鐘，又能傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。DS1822 的精度較差為177。DS18B20 可以程序設(shè)定9～12 位的分辨率，精度為177。DS1822 與DS18B20 軟件兼容，是DS18B20 的簡(jiǎn)化版本。DS18B20 和DS1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)。利用機(jī)械制冷方法將糧溫降到5～15℃ 進(jìn)行低溫儲(chǔ)藏是一種科學(xué)、先進(jìn)的儲(chǔ)糧方式,具有以下特點(diǎn)：（1）與常溫儲(chǔ)藏相比,低溫儲(chǔ)藏使糧食的呼吸活動(dòng)大大減弱,可延緩糧食的陳化,保持糧食的新鮮度并降低儲(chǔ)糧自然減量損失。C 時(shí),害蟲(chóng)的繁殖和活動(dòng)就基本停止,糧溫降至10℃ 時(shí)完全停止。（4）對(duì)糧食進(jìn)行機(jī)械制冷降溫,使得糧食在高于安全水分時(shí)儲(chǔ)藏成為可能,因此可以提高儲(chǔ)糧和加工單位的效益。對(duì)于10000 噸的糧食儲(chǔ)量,在15 %的水分下儲(chǔ)藏,可減少儲(chǔ)糧單位水分減量損失116～173 噸。采用這種DS18B20尋址技術(shù)，使系統(tǒng)硬件電路更加簡(jiǎn)單。當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過(guò)8個(gè)時(shí)鐘，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻摹?DS18B20 的性能特點(diǎn)（1） 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊；（2） 在DS18B20中的每個(gè)器件上偶有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)，因此多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；（3） 實(shí)際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實(shí)現(xiàn)（4） 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，~；（5） 零待機(jī)功耗（6） 數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶(hù)可以從9位到12位選擇（7） 用戶(hù)可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置（8） 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件（9） 負(fù)溫度特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。64位光刻ROM的排列是：開(kāi)始8位（28H）是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC=X8+X5+X4+1。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。R1 和R0 用來(lái)設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出廠時(shí)被設(shè)置為12 位）： 溫度值分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位0110位1011位375ms1112位750ms，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間比較長(zhǎng)，而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。單片機(jī)端口接單片機(jī)總線，為保證在有效的DS18B20 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。單片機(jī)AT89S52VC DS18B20DQGNDVcc DS18B20采用電源供電方式的電路圖單片機(jī)AT89S52VccVcc DS18B20DS18B20DS18B20 K DS18B20采用寄生電源的電路圖DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 LCD1602的引腳說(shuō)明LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 第15～16腳：空腳 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，： 控制命令表序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開(kāi)/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫(xiě)數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù) 指令11：讀數(shù)據(jù) LCD液晶顯示屏與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的顯示部分采用LCD1602字符顯示模塊，與采用數(shù)碼管相比，硬件連接和軟件調(diào)試上都由優(yōu)勢(shì)。 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的操作接口采用獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)，獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)有一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。 鍵盤(pán)硬件連接圖按鍵的操作說(shuō)明：若按下上限值加一鍵，程序中的報(bào)警溫度設(shè)定值就會(huì)增加一攝氏度，若按下上限值減一鍵，程序中的報(bào)警溫度設(shè)定值就會(huì)減少一攝氏度，如果按下復(fù)位鍵，程序中的報(bào)警溫度設(shè)定值就會(huì)自動(dòng)返回到原來(lái)初始的設(shè)定值。 第5章 糧倉(cāng)多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整個(gè)軟件包括溫度采集和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)主要部分組成。：顯示數(shù)據(jù)刷新程序子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時(shí)將符號(hào)顯示移入下一位。第6章 系統(tǒng)軟硬件的調(diào)試 系統(tǒng)仿真仿真的概念其實(shí)使用非常廣，最終的含義就是使用可控的手段來(lái)模仿真實(shí)的情況。軟件仿真的缺點(diǎn)是無(wú)法完全仿真與硬件相關(guān)的部分，因此最終還要通過(guò)硬件仿真來(lái)完成最后的設(shè)計(jì)；(2)硬件仿真使用附加的硬件來(lái)替代用戶(hù)系統(tǒng)的單片機(jī)并完成單片機(jī)全部或大部分的功能。在本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)調(diào)試的過(guò)程中使用的是PROTEL DXP型仿真軟件。接著分別測(cè)試各個(gè)硬件模塊的性能。測(cè)試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果基本一致，保