【正文】 ......................................................................................................40 合理選擇元器件 .......................................................................................................................40 電源干擾的抑制 .......................................................................................................................40 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 IV 頁(yè) 電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾的抑制 ............................................................................................................40 接地技術(shù) ..................................................................................................................................40 通道技術(shù) ..................................................................................................................................41 布線抗干擾設(shè)計(jì) .......................................................................................................................42 軟件抗干擾措施 ....................................................................................................................................43 數(shù)字濾波器 ..............................................................................................................................43 軟件冗余 ..................................................................................................................................43 設(shè)置軟件陷阱 ...........................................................................................................................43 重要指令冗余 ...........................................................................................................................43 “看門(mén)狗”技術(shù) ........................................................................................................................43 結(jié)論 .................................................................................................................................45 參考資料 .........................................................................................................................46 致謝 .................................................................................................................................47 附錄 1 仿真原理圖 ........................................................................................................48 附錄 2 程序代碼 ............................................................................................................49 附錄 3 英文文獻(xiàn) ............................................................................................................67 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 一 緒論 背景 “國(guó)以民為本，民以食為天”，“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，這些都充分說(shuō)明糧食對(duì)國(guó)家的重要性。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 持在一定的范圍以內(nèi)。 本文只闡述糧情溫度檢測(cè)，以下所說(shuō)糧 情僅指溫度。 設(shè)計(jì)的目的和意義 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 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 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) 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 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)。 二 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì) 方案一：該案由單片機(jī) 、模擬溫度傳感器 AD590、運(yùn)算放大器、 AD 轉(zhuǎn)換器、LCD顯示電路、集成功率放大器、報(bào)警器組成。如圖 12所示： 圖 22 方案二溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框圖 方案論證 方案一采用模擬溫度傳感器，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器傳給處理器。 此方案硬件電路簡(jiǎn)單，但程序設(shè)計(jì)復(fù)雜一些，但是在課題外對(duì) DS18字符型液晶顯示有所了解，而且曾經(jīng)在網(wǎng)上看過(guò)此類(lèi)程序設(shè)計(jì)，并且我們已經(jīng)使用開(kāi)發(fā)工具 KEIL 用匯編語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，用仿真軟件 PROTEUS 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，達(dá)到了預(yù)期的效果。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 :量程的大小 。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 DS1820 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。C ，在 10～ +85176。 DS1822 的精度較差為 177。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。分辨率設(shè)定及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EEPROM 中，掉電后依然保存。C ，適用于對(duì)性能要求不高，成本控制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 C 以下進(jìn)行低溫儲(chǔ)藏的一項(xiàng)科學(xué)、先進(jìn)的糧食儲(chǔ)藏技術(shù)。 C 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)儲(chǔ)藏少 4 倍和 15 倍。因此低溫儲(chǔ)藏可以避免糧食遭受蟲(chóng)害而造成的損失。對(duì)于稻谷 ,最適合的碾磨水分是 15 %左右 ,但常溫下稻谷儲(chǔ)藏的安全水分是 13. 5～ 14 % ,加工前需進(jìn)行人工增濕 , 使稻谷易于 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 產(chǎn)生爆腰 ,碾磨的整米率下降。 表 31 糧溫為 10176。在系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，可以通 過(guò)按鍵設(shè)置各點(diǎn)溫度的上限值和下限值，當(dāng)某點(diǎn)溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控。在使用 PL/M、 C 等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì) DS1820 操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò) 50m 時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。 (4) 在 DS1820 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向 DS1820 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS1820 的返回信號(hào)，一旦某個(gè) DS1820 接觸不好或斷線，當(dāng)程序 讀該 DS1820 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。單片機(jī)端口接單片機(jī)總線，為保證在有效的 DS1820 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 。 圖 41 DS18B20 采用電源供電方式的電路圖 圖 42 DS18B20 采用寄生電源的電路圖 單片機(jī) 89C51 為本系統(tǒng)的核心 單片機(jī)是把 微機(jī)主要部分都集成在一個(gè)芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)。通過(guò)輸入 /輸出口線與外部設(shè)備及外圍芯片相連。相當(dāng)于一個(gè)沒(méi)有顯示器，沒(méi)有鍵盤(pán)，不帶監(jiān)控程序的單板機(jī)。電源及時(shí)鐘 :Vcc， Vss； XTAL XTAL2. 時(shí)鐘 復(fù)位 CPU R O M R A M 定時(shí)計(jì)數(shù)器 中斷系統(tǒng) I/O 口 外 部 設(shè) 備 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 圖 44 MCS51系列單片機(jī) 引腳圖 其應(yīng)用特性： 178。 I/ O口的驅(qū)動(dòng)能力， PO 口可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL門(mén)電路， P1,P2,P3 則只能驅(qū)動(dòng) 4個(gè)TTL門(mén)。這些管腳構(gòu)成了三總線形式，即 : (1) 地址總線 (A B )。 數(shù)據(jù)總線寬度為 8位，由 PO口提供。 89 系列單片機(jī)若干優(yōu)點(diǎn) : (1) 內(nèi)部含 Flash 存儲(chǔ)器 ， 在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以十分容易進(jìn)行程序修改 ，大大 縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)，在系統(tǒng)工作過(guò)程中能有效保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不會(huì)影響到信息的保存 . (2) 與 80C51 插座兼容 ，用相同引腳的 89系列單片機(jī)可直接取代 80C51 的單片機(jī) 。 89C51 在 89系列單片機(jī)中屬標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī)，它和 MCS51系列單片機(jī)兼容。 （ 2） AT89C51的串行接口 1)數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF中直接尋址的專用寄存器。發(fā)送時(shí)不用雙緩沖，因?yàn)榘l(fā)送時(shí) CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)重疊的問(wèn)題。 AT89C5 1可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)成本。 AT89C51提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。其周期也成為時(shí)鐘周期（或則狀態(tài)周期）。 （ 4）復(fù)位方式 為確保系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，復(fù)位電路是必不可少的一部分。微機(jī) 電路在運(yùn)行中受到干擾后，容易 出現(xiàn) CPU 程序“跑飛”盲目運(yùn)行甚至出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。 與其它計(jì)算機(jī)一樣， 51系列單片機(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和操作復(fù)