【正文】 的變化，使用運算放大器交給信號進行適當(dāng)?shù)姆糯?，最后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號，傳給單片機，單片機將溫度值進行處理之后用LCD顯示，當(dāng)溫度值超過設(shè)定值時開始報警。光纖溫度傳感器的精度更高，但成本較貴。正是這些特點使得采用DS18x20溫度傳感器的糧情測控系統(tǒng)更適用于高大糧倉（諸如淺圓倉、立筒倉）的應(yīng)用環(huán)境，可以解決高大糧倉在不需重新安裝測溫電纜的情況下更換測溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對位置。采用數(shù)字式溫度傳感器糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與采用熱敏電阻糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致相同，只是用測控單元替代了智能分機、擴充接線器替代了溫度分線器?！妗＜Z情監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)采用的溫度傳感器的不同進行如下分類:（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、簡單、可靠、響應(yīng)速度快、容易使用等特點，成為國內(nèi)糧情檢測系統(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，通過檢測電阻的變化來反映糧食溫度的變化，為糧食保管提供參考依據(jù)。利用單片機技術(shù)對糧倉進行檢控，用戶可以方便地夠造自己所需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時候把糧倉現(xiàn)場的信息實時地傳到控制室，管理人員不進入現(xiàn)場就可以按照所需的溫度要求對糧倉內(nèi)的溫度情況進行控制，提高了生產(chǎn)效率，增強了糧倉內(nèi)存儲安全，獲得了糧倉的實時管理，實現(xiàn)自動化，智能化。現(xiàn)在，我國在糧倉建設(shè)上已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)范化，但是監(jiān)測手段一直未能實現(xiàn)同步現(xiàn)代化。該系統(tǒng)具有可靠性和高性價比，而且操作維修簡便，具有檢測、數(shù)顯、分析等諸多功能。利用微機技術(shù)對糧倉進行監(jiān)控，用戶可方便地構(gòu)造自己需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時候把糧倉現(xiàn)場的信息實時地傳到控制室，管理人員不需要深入現(xiàn)場，就可查看歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化現(xiàn)場作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，增強了國家糧食儲備安全水平，以獲得實時糧倉管理，實現(xiàn)自動化、智能化。一般來說，糧食存放在糧倉中，大型的糧倉可存放數(shù)以萬計的糧食，而且這些糧食存放的時間有長有短。目 錄第1章 緒 論 1 1 1 2第2章 糧倉多點測溫系統(tǒng)硬件設(shè)計 4 4 4 5 5第3章 單片機AT89S52介紹 7 7 7 8 9為了保證存放在糧倉中的糧食不致腐爛變質(zhì)，就必須使糧倉內(nèi)的溫度保持在一定的范圍以內(nèi)。本文只闡述糧情溫度檢測，以下所說糧情僅指溫度?？茖W(xué)儲糧是糧食生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，若管理不當(dāng)，糧食發(fā)霉或生蟲會造成極大浪費。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(zhǔn)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。微機測量是微機設(shè)計的第一步，是微機測量技術(shù)的現(xiàn)場部分，即測量糧倉中的溫度，并使用單片機對測量的數(shù)據(jù)進行處理并對糧倉內(nèi)的溫度進行控制。但此工作靠人工測量，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，信號調(diào)節(jié)較為簡單。DS18x20采用1－WireTM接口，封裝形式有PR－35和SSOP－16兩種，糧情測控系統(tǒng)中采用的是PR－35封裝。測控單元與智能分機的區(qū)別在于沒有用于將溫度信號數(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控單元將完全由數(shù)字電路組成，而智能分機是由數(shù)字電路和模擬電路兩部分構(gòu)成的，這將使測控單元的電路設(shè)計更為容易。由于這種溫度傳感器的價格比熱敏電阻高出許多，所以DS18x20溫度傳感器糧情測控系統(tǒng)在房式倉中應(yīng)用時不如熱敏電阻糧情測控系統(tǒng)更具有性能價格比的優(yōu)勢。第2章 糧倉多點測溫系統(tǒng)硬件設(shè)計本設(shè)計系統(tǒng)的硬件設(shè)計是以單片機AT89S52為核心器件的一套檢測系統(tǒng)，以制作出的電路板為實物，以C語言進行軟件程序設(shè)計，利用PROTEL DXP作為仿真軟件設(shè)計而成的。：模擬溫度 傳感器運算放大器A/D轉(zhuǎn)換鍵盤 單片機LCD 顯示模塊集成功放報警器方案二：該方案使用了AT89S52單片機作為控制核心，以智能溫度傳感器DS18B20為溫度測量元件，采用多個溫度傳感器對多點溫度進行檢測，通過鍵盤模塊對溫度上限設(shè)置，超過其溫度值就報警。由于采用了多個分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，容易出現(xiàn)誤差，測量結(jié)果不是很準(zhǔn)確，因此本方案并不可取。系統(tǒng)軟件設(shè)計首先LCD初始，寫入報警溫度的上下值。INTEL的MCS51系列單片機采用的是哈佛結(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，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的高128個單元是為專用寄存器提供的，因此該區(qū)也稱作特殊功能寄存器（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)雜的控制問題，且成本較低。 AT89S52引腳功能與封裝。①P0端口，該口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。在對Flash存儲器進行編程時，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗時，則輸出代碼字節(jié)；此時需要外加上拉電阻。在對Flash編程和程序校驗時，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（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。在對Flash編程和程序校驗期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號。在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能。在振蕩器運行時，在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使其單片機復(fù)位。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號，可用于外部定時或時鐘。在對外部數(shù)據(jù)存儲器的每次存取中，PSEN的2次激活會被跳過。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時被鎖存。 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。因為，即使是測量同一物理量，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)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式是接觸式的還是非接觸式的；信號的引出方法；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格是否能承受。在滿足檢測系統(tǒng)要求的前提下我們一般選擇價格便宜和簡單的傳感器。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．采用單根信號線，既可以傳輸時鐘，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)濟的測溫系統(tǒng)。利用機械制冷方法將糧溫降到5～15℃ 進行低溫儲藏是一種科學(xué)、先進的儲糧方式,具有以下特點：（1）與常溫儲藏相比,低溫儲藏使糧食的呼吸活動大大減弱,可延緩糧食的陳化,保持糧食的新鮮度并降低儲糧自然減量損失。C 時,害蟲的繁殖和活動就基本停止,糧溫降至10℃ 時完全停止。（4）對糧食進行機械制冷降溫,使得糧食在高于安全水分時儲藏成為可能,因此可以提高儲糧和加工單位的效益。對于10000 噸的糧食儲量,在15 %的水分下儲藏,可減少儲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)硬件電路更加簡單。當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過8個時鐘，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。 DS18B20 的性能特點（1） 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通訊；（2） 在DS18B20中的每個器件上偶有獨一無二的序列號，因此多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；（3） 實際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實現(xiàn)（4） 可通過數(shù)據(jù)線供電，~；（5） 零待機功耗（6） 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇（7） 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置（8） 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件（9） 負溫度特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼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 用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出廠時被設(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)換時間009位0110位1011位375ms1112位750ms，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時間比較長，而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時間就越長。單片機端口接單片機總線，為保證在有效的DS18B20 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。單片機AT89S52VC DS18B20DQGNDVcc DS18B20采用電源供電方式的電路圖單片機AT89S52VccVcc DS18B20DS18B20DS18B20 K DS18B20采用寄生電源的電路圖DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 LCD1602的引腳說明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為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 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/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計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(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液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。 指令10：寫數(shù)據(jù) 指令11：讀數(shù)據(jù) LCD液晶顯示屏與單片機接口電路設(shè)計本系統(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。 鍵盤電路設(shè)計本系統(tǒng)的操作接口采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)，獨立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路，每個獨立式按鍵單獨有一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。 鍵盤硬件連接圖按鍵的操作說明：若按下上限值加一鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會增加一攝氏度，若按下上限值減一鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會減少一攝氏度，如果按下復(fù)位鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會自動返回到原來初始的設(shè)定值。 第5章 糧倉多點測溫系統(tǒng)軟件設(shè)計整個軟件包括溫度采集和數(shù)據(jù)傳輸兩個主要部分組成。：顯示數(shù)據(jù)刷新程序子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為0時將符號顯示移入下一位。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使用非常廣，最終的含義就是使用可控的手段來模仿真實的情況。軟件仿真的缺點是無法完全仿真與硬件相關(guān)的部分，因此最終還要通過硬件仿真來完成最后的設(shè)計；(2)硬件仿真使用附加的硬件來替代用戶系統(tǒng)的單片機并完成單片機全部或大部分的功能。在本系統(tǒng)軟件設(shè)計調(diào)試的過程中使用的是PROTEL DXP型仿真軟件。接著分別測試各個硬件模塊的性能。測試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果基本一致，保