【文章內(nèi)容簡介】 a photoelectric circuit or circuit and relay part of ） , Design can automatically adjust the present environment of the room temperature ： air temperature is too high, the system automatically the alarm, to prompt the temperature is not suitable for storage of products, we go through the air or other cooler, to lower the temperature of the warehouse, when the air temperature is too low, the system automatically adjust the air conditioner, and the air temperature at the ideal state. 7 關(guān)鍵詞 單片機(jī) ；溫度傳感器； A/D 轉(zhuǎn)換 感器 1 第一章 緒 論 課題背景 在 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明增大 倉庫 的科技投入，提出 倉庫 大型化、節(jié)能化和智能化是未來發(fā)展趨勢。提高對 倉庫溫度 自動(dòng) 檢測 和管理水平，大大加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工廠化與信息化的發(fā)展步伐，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的變革。 本設(shè)計(jì)是由溫度傳感器及 AT89C51 單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的 倉庫 溫度 自動(dòng)檢測 系統(tǒng)。通過溫度檢測電路，對 倉庫 溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、并顯示出來。我們可以通 數(shù)碼顯示管 LED來顯示通道及各個(gè)通道 的溫度 。 溫度采集電路采用 AD590 傳感器通過 A/D 轉(zhuǎn)換 把 信號(hào)傳給單片機(jī)，進(jìn)行處理 。同時(shí)此設(shè)計(jì)還具有顯示，報(bào)警 等一些輔助功能。 課題研究的目的和意義 用單片機(jī)為倉庫設(shè)計(jì)一個(gè)溫度檢測系統(tǒng)，信號(hào)用無線傳輸，對倉庫內(nèi)多個(gè)點(diǎn)的溫度檢測 ， 超溫報(bào)警指示，要求成本低，可靠性高，使用于中小型倉庫的溫度檢測。 本系統(tǒng)能克服以前倉庫靠管理人員手動(dòng)檢查，測量和手工品計(jì)算倉庫溫度值的缺點(diǎn)，提高了倉庫溫度檢測的速度和檢測精度， 可防止物品霉變事故的發(fā)生，同時(shí)也節(jié)省了大量的人力和物力，減輕了倉庫管理的工作強(qiáng)度，提高了倉庫管理強(qiáng)度，使倉庫管理得到了安全可靠的保障。 溫度檢測系統(tǒng)在 國內(nèi)外 狀況 國外： 自 70 年代以來，由于工業(yè)控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法的推動(dòng)下，國外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得的成果，在這方面，日本、美國、德國、瑞典等國走到了世界的前列，掌握了領(lǐng)先技術(shù)，并且都已經(jīng)生產(chǎn)出一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器和儀器儀表，在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用，它們主要共有如下特點(diǎn)： 7. 適應(yīng)于大慣性、大滯后等復(fù)雜溫度控制系統(tǒng)的控制。 8. 能夠適應(yīng)于控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)難以建立的溫度控制系統(tǒng)的控制。 9. 能夠適應(yīng)于受控制系統(tǒng)過程復(fù)雜、參 數(shù)時(shí)變的溫度控制系統(tǒng)的控制 、抗干擾能力強(qiáng)、魯棒性好的特點(diǎn)。 、自校正控制、模糊控制、人工智能控制等 2 理及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)的范圍廣。 。 目前，外國溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝、智能化、小型便攜化等方面發(fā)展 國內(nèi)： 我國對模糊控制理論的研究與應(yīng)用起步比較晚，雖然發(fā)展很快，在各個(gè)領(lǐng)域取得了許多有影響的成果。諸如在模糊控制，模糊聚類分析、模糊圖像處理、模糊集合論、模糊模式識(shí)別發(fā)、等領(lǐng)域器的了不少有實(shí)際影響的成果。但是依然和外 國發(fā)達(dá)國家技術(shù)有一定的差距，具體表現(xiàn)如下幾個(gè)方面： 4. 行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模小，且較為分散，造成技術(shù)力量不集中，導(dǎo)致研究能力不強(qiáng)，制約計(jì)算發(fā)展。 5. 產(chǎn)品以 PID 控制為主，智能化儀表少，這方面比外國差距較大。 6. 儀表控制關(guān)鍵技術(shù)、相關(guān)算法及控制軟件方面的研究較國外滯后。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及加入 WTO 以后。我給政府和企業(yè)也逐漸認(rèn)識(shí)到了這種差距，對此都非常重視，對相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行重組，相繼建立了一些國家，企業(yè)的研發(fā)中心，并通過合資、技術(shù)合作等方式組建了一批合資，合作及獨(dú)資企業(yè)，是我國溫度控制系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，取得了驚人的成 果。 3 第二章 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案 溫度檢測報(bào)警計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，控制器采用單片機(jī)AT89C51，溫度傳感器采用 AD590， A/D 轉(zhuǎn)換電路 采用 ADC0809,用 3 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 圖 總體設(shè)計(jì)方框圖 單元模塊功能如下： 自動(dòng)報(bào)警主機(jī)的核心器件是單片機(jī)，它是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，由它來接受報(bào)警信號(hào)并控制協(xié)調(diào)各功能模塊的正常工作，考慮到系統(tǒng)的功能和經(jīng)濟(jì)性因素， 采用的是 AT89C51.報(bào)警電路蜂鳴器來發(fā)出聲響來報(bào)警。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 對信號(hào)采集的速度要求不高 ， 故可以采用價(jià)格低的 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD590， 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易于與未處理器接口等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種溫度測控系統(tǒng)。 顯示電路采用 LED數(shù)碼顯示管。 溫度檢測及參數(shù) 溫度檢測 通過 AD590 傳感器檢測測量溫度，通過 AT89S51 單片機(jī)進(jìn)行控制，通過用 8 個(gè) LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 第一個(gè)顯示位置，第 2 個(gè)顯示 ，后 3 位顯示溫度，精確到 1 度，測溫范圍為 0100 度 。 單 片 機(jī) 按鍵輸入電路 顯示電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 報(bào)警電路 測溫電路 4 溫度參數(shù) 基本范圍 0℃ 100℃ 精度誤差小于 ℃ LED 數(shù)碼直讀顯示 可以任意設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 由于系統(tǒng)對信號(hào)采集的速度要求不高，故可以采用價(jià)格低的 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809，該轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度為 100us,它能把模擬電壓值轉(zhuǎn)化為 8 位二進(jìn)制碼，其轉(zhuǎn)化公式如下： DX=VIN*256/VREF 我們這里設(shè)置 VREF 等于 5V， 則 DX 所對應(yīng)的值就是八位二進(jìn)制值 。 ADC0809 芯片為 28 引腳為雙列直插式封裝，對 ADC0809 主要信號(hào)引腳的功能說明如下： IN7～ IN0：模擬量輸入通道 。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)。對應(yīng) ALE 上跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 START 上升沿時(shí)，復(fù)位 ADC0809； START 下降沿時(shí)啟動(dòng)芯片，開始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應(yīng)保持 低電平。本信號(hào)有時(shí)簡寫為 ST. 5 A、 B、 C：地址線。 通道端口選擇線， A 為低地址， C 為高地址，引腳圖中為 ADDA，ADDB 和 ADDC。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系。 CLK—— 時(shí)鐘信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào) 。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) 。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號(hào)即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可作為中斷請求信號(hào)使用。 D7～ D0：數(shù)據(jù)輸出線。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線直接相連。D0 為最低位， D7 為最高 。 OE：輸出允許信號(hào)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線 呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 Vcc： +5V 電源。 Vref：參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=0. 傳感器 我們使用 AD590 來采集外界的溫度 。 AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 傳感器的簡介 溫度的測量是從金屬 (物質(zhì) )的熱脹冷縮開始。水銀溫度計(jì)至今仍是各種溫度測量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)?？墒撬娜秉c(diǎn)是只能近距離觀測，而且水銀有毒，玻璃管易碎。代替水銀的有酒精溫度計(jì)和金屬 簧片溫度計(jì)，它們雖然沒有毒性，但測量精度很低，只能作為一個(gè)概略指示。不過在居民住宅中使用已可滿足要求。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中為了配合遠(yuǎn)傳儀表指示，出現(xiàn)了許多不同的溫度檢測方法，常用的有電阻式、熱電偶式、 PN 結(jié)型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù) (如電阻值，熱電勢等 )的變化的原理。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器 AD590. AD590 性能特點(diǎn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu) AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 它具有微型化、低功耗、高 性能、抗干擾能力強(qiáng)、易于與未處理器接口等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種溫度測控系統(tǒng)。 該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、 A/D 轉(zhuǎn)化器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上， 6 傳感器直接輸出的就是溫度信號(hào)數(shù)字值。信號(hào)傳輸采用兩芯（或三芯）電纜構(gòu)成的單總線結(jié)構(gòu)。一條單總線上可以掛接若干個(gè)數(shù)字溫度傳感器，每個(gè)傳感器有一個(gè)唯一的地址碼。微控制器通過對器件的尋址，就可以讀取某個(gè)傳感器的溫度值，從而簡化了信號(hào)采集系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。 它的主要特性如下： 流過器件的電流（ mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K 式中： — 流 過器件（ AD590）的電流，單位為 mA； T— 熱力學(xué)溫度，單位為 K。 AD590 的測溫范圍為 55℃ ～ +150℃ 。 AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。 輸出電阻為 710MW。 精度高。 AD590 共有 I、 J、 K