【導(dǎo)讀】目前我國許多糧食倉儲(chǔ)單位采用測(cè)溫儀器與人工抄錄、管理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法，消耗了大量的人力和財(cái)力，并且效果不佳，發(fā)霉變質(zhì)等現(xiàn)象大量存在。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，溫濕度監(jiān)控問題是一個(gè)很復(fù)雜的問題。本文通過全面分析溫。該系統(tǒng)采用單片機(jī)自動(dòng)檢測(cè)糧倉溫濕度信息，并通過CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信，來解決糧倉內(nèi)溫度和濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和可靠控制的問題。進(jìn)而根據(jù)問題的特殊性，在檢。測(cè)、存儲(chǔ)和控制實(shí)現(xiàn)上，都做了改進(jìn)，使問題可以在一個(gè)可行的時(shí)間范圍內(nèi)得到解決。在仿真和模擬試驗(yàn)中，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性，分析了該系統(tǒng)在解決實(shí)際問題時(shí)的不足，并提出了改進(jìn)的辦法。上位機(jī)通過接收智能節(jié)點(diǎn)傳來的信息，了解各糧倉溫濕度情況，并且。最后，對(duì)論文工作進(jìn)行了總結(jié)，并說明了進(jìn)一步開發(fā)和研究的方向。

　　

【正文】 是 顯示實(shí)時(shí)溫濕度 存儲(chǔ)溫濕度設(shè)定值 讀取實(shí)時(shí)時(shí)間 讀取實(shí)時(shí)溫濕度 顯示實(shí)時(shí)時(shí)間 圖 下 位 機(jī) 主 程 序 流程圖 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 3 系統(tǒng) 硬 件 設(shè)計(jì) STC89C52 簡(jiǎn)介 STC89C52 是 STC 公 司 推出的 8 位單片機(jī) ， 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ， 超強(qiáng)的加 密功能，極高的擦寫次數(shù)（大于 100000） 。 STC89C52 最高可支持 80MHz 時(shí)鐘頻率，具有 1 個(gè)看門狗定時(shí) 器 （ WDT） ， 4 個(gè)中 斷優(yōu)先級(jí)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了 12M 的 時(shí) 鐘頻率，用 T0 產(chǎn)生 PWM 脈沖，用 WDT 保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 在本系統(tǒng)中 ， 每個(gè)糧 倉 設(shè)一個(gè)智能節(jié)點(diǎn) ， 該節(jié)點(diǎn)以 STC89C52 為現(xiàn) 場(chǎng) 控制 器 ， 可以 實(shí)現(xiàn)一個(gè)糧倉內(nèi)溫濕度的監(jiān) 控 。 系統(tǒng)中 ， 單片機(jī)用到的各引腳與外圍 電 路的連接情況為： P07 連接數(shù)據(jù)采集電路 ， P00、 P01 、 P02 以 及 P03 連接 CAN 總線通信模塊 ， P P1 P12 以及 P2 口連接 LCD， P1 P14 和 P15 連接 DS1302， P0 P0 P0 P32 以及 P33 連接鍵盤電路 ， P34 連接聲光報(bào)警電路 ， P35 連接輸出控制電路 ， P36 和 P37 連接掉 電保護(hù)電路， STC89C52 的最小系統(tǒng)如圖 所示。 圖 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 數(shù)據(jù)采集電路 本設(shè)計(jì) 中 的數(shù) 據(jù) 采集 電 路是由 多 路模 擬 開關(guān) 和 一系列 的 數(shù)字 溫 濕度 傳 感 器 DHT21 構(gòu)成的 ， 每個(gè)傳感器都有特 定 的編號(hào) ， 在特定的位置測(cè)量 ， 其電源一直供電 ， 通過單片 機(jī)控制多路模擬開關(guān)的導(dǎo)通 ， 選擇性讀取具體的某一 個(gè) DHT21 的測(cè) 量 結(jié)果 ， 多路模擬開 關(guān)逐個(gè)導(dǎo)通就實(shí)現(xiàn)了循環(huán)數(shù)據(jù)采集。 DHT21 是一款含有 已 校準(zhǔn)數(shù)字 信 號(hào) 輸出的 溫 濕度復(fù)合傳 感 器 ， 它 應(yīng) 用專用的數(shù) 字 模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技 術(shù) ， 確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性 。 采 用該款傳感器避免了模擬傳感器帶來的共地干擾和線路干擾問題 ， 同時(shí)也避免了溫度和 濕度分開測(cè)量和處理的復(fù)雜和麻煩 ， 簡(jiǎn)化了系統(tǒng)復(fù)雜度 ， 提高了系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和 智能化程度，并在一定程度上降低了系統(tǒng)成本。 傳感器包括一個(gè) 電 容 式 感濕元件和一 個(gè) NTC 測(cè) 溫元件，并與一 個(gè) 高 性 能 8 位單片機(jī) 相連接 ， 無需額外部件 。 每 個(gè) DHT21 傳感器 都 在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn) ， 校 準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存 在 OTP 內(nèi)存中 ， 傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這 些校準(zhǔn)系數(shù) 。 單線制串行接口 ， 使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快 捷 ， 連接方 便 。 該產(chǎn)品具有品質(zhì) 卓越 、 超快響應(yīng) 、 抗 干 擾能力強(qiáng) 、 性價(jià)比高等優(yōu) 點(diǎn) ， 超小的體積 、 極 低的功耗 ， 較遠(yuǎn)的 信號(hào)傳輸距離 ， 使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則 ， 其應(yīng)用領(lǐng)域有 暖通空調(diào) 、 汽車 、 家 電 、 氣象站 、 醫(yī)療 、 濕 度 調(diào)節(jié) 器 、 除濕器 、 數(shù)據(jù) 記錄 器 、 測(cè)試及檢 測(cè)設(shè)備等，傳感器的實(shí)物 圖 和封裝信息如圖 所示。 圖 DHT21 實(shí) 物 及 封裝 圖 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 DHT21 性能 說明 DHT21 的主要性能 指 標(biāo)如表 所示。 表 傳感器性能說明 （ 響應(yīng) 時(shí) 間 的 測(cè) 量 條 件 25℃ ， 1m/s 空氣） 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 供電 電 流 測(cè)量 mA 待機(jī) mA 采樣 周 期 1 2 S 濕度 分辨率 %RH 16 Bit 重復(fù)性 177。1 %RH 精度 25℃ 177。3 %RH 0－ 50℃ 177。5 %RH 互換性 可完 全 互換 響應(yīng) 時(shí) 間 1/e(63%) 2 S 遲滯 177。 %RH 長期 穩(wěn) 定性 典型值 177。1 %RH/yr 溫度 分辨率 ℃ 16 Bit 重復(fù)性 177。 ℃ 精度 177。 ℃ 量程 范 圍 40 80 ℃ 響應(yīng) 時(shí) 間 1/e(63%) 6 20 S 注 ： 采樣周期不得低于最小值 ， 否則會(huì)引起錯(cuò) 誤 。 建議連 接 線長度短 于 20 米時(shí)用 5K 上拉 電 阻 ,大于 20 米時(shí)根 據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電 阻 。 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 DHT21 的標(biāo)值供電電 壓 為 5V， 傳感器上電后 ， 要等待 1s 以越 過 不穩(wěn)定狀態(tài)在此期 間無需發(fā)送任何指令 。 電源引 腳 VDD 電源正 極 ，供電 ， GND 電源負(fù)極，接 地，這兩個(gè)引腳之 間 可增加一個(gè) 100nF 的電 容 ，用以去耦濾 波 。 DATA 引 腳 是 串 行 數(shù)據(jù) 接 口，用 于 微 處 理 器 與 DHT21 之 間 的 通 訊和 同 步 ， 采 用單 總線數(shù)據(jù)格 式 ，一次 通 訊時(shí) 間 5ms 左右， 具體 格式在下面 說 明 ，當(dāng) 前 數(shù)據(jù)傳輸 為40bit， 高位先出。 NC 引腳是空腳，要懸空，不能 接 VCC 或 GND。 DHT21 數(shù)據(jù) 格 式 DHT21 所能測(cè)量的 ， 溫度和濕度都是有一位小數(shù)的數(shù)據(jù)其數(shù)據(jù)格式如式 所示。 40bit 數(shù) 據(jù) =16bit 濕度數(shù)據(jù) +16bit 溫度數(shù)據(jù) +8bit 校驗(yàn)和 （ ） 校驗(yàn)和的算法和驗(yàn)證如 式 所示。 濕度高 8 位 +濕度低 8 位 +溫度高 8 位 +溫度低 8 位 =和的末 8 位 =校驗(yàn)和 （ ） 例如：接收 40bit 數(shù)據(jù)為 0000 0010 1000 1100 0000 0001 0101 1111 1110 1110 驗(yàn)證： 0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110，那么 對(duì) 應(yīng) 濕度 =％ RH 溫度 =℃ 當(dāng)溫度低于 0℃ 時(shí)溫度數(shù)據(jù)的最高位 置 1。例如： ℃ 表示為 1000 0000 0110 0101 DHT21 時(shí)序 用 戶 主 機(jī) （ MCU）發(fā) 送一 次 開 始 信 號(hào)后， DHT21 從 低 功 耗 模 式 轉(zhuǎn) 換到 高 速 模 式 ， 等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束 后 ， DHT21 發(fā)送響應(yīng) 信 號(hào) ， 送出 40bit 的數(shù)據(jù) ， 并觸發(fā)一次信號(hào)采 集， 總 線 上 的 信 號(hào) 如 圖 所 示 。 由 于 主 機(jī) 從 DHT21 讀 取 的 溫濕 度數(shù) 據(jù)總 是 前 一次的 測(cè) 量值，如兩次測(cè)量間隔時(shí)間很長 ， 則要連續(xù)讀兩次以獲得實(shí)時(shí)的溫濕度 值 。 圖 主 從 機(jī) 對(duì) 話 信 號(hào) 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 空閑時(shí)總線為高電 平 ，通訊開始時(shí)主 機(jī) (MCU)拉低總線 500us 后 釋放總線，延 時(shí) 2040us 后主機(jī)開始檢測(cè)從 機(jī) （ DHT21） 的響應(yīng)信號(hào) ， 從機(jī)的響應(yīng)信號(hào)是一 個(gè) 80us 左右的 低電平，隨后從機(jī)在 拉 高總線 80us 左右代表 即 將進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送，總 線 上的信號(hào) 如圖 所示。 圖 開 始 數(shù) 據(jù) 傳 送 時(shí) 信 號(hào) 高電平后 就 是數(shù) 據(jù) 位 ， 每 1bit 數(shù) 據(jù)都是 由 一 個(gè) 低電平時(shí) 隙 和一 個(gè) 高 電 平組成。低 電 平時(shí)隙就是一個(gè) 50us 左右的低電平 ， 它代表數(shù)據(jù)位的起始 ， 其后的高電平的長度決定數(shù) 據(jù)位所代表的數(shù)值 ， 較長的高電平代 表 1， 較短的高電平代表 0。 共 40bit 數(shù)據(jù) ， 當(dāng)最后一 位數(shù)據(jù)傳送完畢后，從機(jī)將再次拉低總 線 50us 左右，隨后釋放總線，由上拉電阻拉高。 數(shù)字 1 信號(hào)表示方法 如 圖 所示，數(shù)字 0 信號(hào)表示方法如圖 所示。 圖 DHT21 數(shù) 字 1 信 號(hào)表 示 法 圖 DHT21 數(shù)字 0信 號(hào) 表示法 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 為了提高系統(tǒng)監(jiān)控的靈活性 ， 在下位機(jī)的設(shè)計(jì)中加入了鍵盤和顯示功能 ， 這樣不僅 可以通過上位管理機(jī)對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置 、 顯示 ， 下位機(jī)也可直接進(jìn)行設(shè)置和顯示 ， 然后通 過 CAN 網(wǎng)絡(luò)通信給上位管理機(jī)，進(jìn)行同步控制。 鍵盤是由若干個(gè)按鍵組成的開 關(guān) 或開關(guān)矩陣 ， 它是一種廉價(jià)而常 用 的輸入設(shè)備 。 常 用的鍵盤電路分為兩種 ： 獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤 。 獨(dú)立鍵盤適合于單個(gè)輸入 ， 一個(gè)鍵盤對(duì) 應(yīng)一個(gè) I/O 口，可以 通 過查詢 I/O 口的高低 電 平確 定 按鍵的狀態(tài)。矩陣鍵盤用于按鍵數(shù) 量較多的場(chǎng)合 ， 它有行線和列線組成 ， 按鍵位于行 、 列的交叉點(diǎn)上 ， 行線 、 列線分別連 接到按鍵開關(guān)的兩 端 ， 按鍵個(gè)數(shù)等于行數(shù)乘以列數(shù) ， 所以可大大節(jié)省 I/O 口的使用 。 查 詢按鍵的狀態(tài)時(shí)，常用的方法有：行掃描法、列掃描法和線翻轉(zhuǎn)法。 使用按鍵時(shí) ， 必須要考慮 的 消除按鍵抖動(dòng)的影響 ， 消除按鍵抖 動(dòng) 簡(jiǎn)稱按鍵消抖 ，其 方法分為硬件消抖和軟件消抖 。 硬件消抖有用 RC 濾波電路 ， 單穩(wěn) 態(tài) 電 路 和雙穩(wěn)態(tài)電路 , 用的最多且效果最好的 是 雙穩(wěn)態(tài)的 RS 觸發(fā) 器 電路。軟件消抖也就是延時(shí)消抖，節(jié)省硬 件資源，使用廣泛。 在本系統(tǒng)中，由于不需要很多按鍵 ， I/O 口 又 有大量剩余，系統(tǒng) 采 用了一個(gè)撥碼開 關(guān) K1 和四個(gè)獨(dú)立按 鍵 開關(guān) K K K K5。 為了防止在單片機(jī)引腳在懸空狀態(tài)下外 界的干擾可能會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的誤動(dòng)作 ， 而給每一個(gè)開關(guān)加上了 上拉電阻來提高抗干 擾能力 。 判讀按鍵是否按下 ， 等待按鍵釋放以及按 鍵 去除抖動(dòng)都是在軟件里實(shí)現(xiàn)的 。 鍵 盤電路原理圖如圖 所示。 圖 鍵 盤 電 路 原 理圖 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要 LCD 顯示電路 電路概述 系統(tǒng)中 ， 采用 了 工業(yè)字符型液晶 1602 做信息顯示器件 ， 1602 上下兩行共可顯示 32 個(gè)字符 ， 1602 有體積 小 ， 重量輕 ， 壽命長 ， 功 耗低 ， 顯示信 息 清晰 穩(wěn) 定的優(yōu)點(diǎn) 。 系統(tǒng)工 作時(shí) ， LCD1602 顯 示 如圖 所示。 圖 LCD1602 顯 示 的 信息 LCD1602 引腳 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳 接口，各引腳說明如表 所示。在系統(tǒng)中，單片機(jī) P P1 P12 分別連 接 著 RS、 R/W、 E， P2 口 連 接著數(shù)據(jù)總線 D0～ D7。通過這些接口， 單片機(jī)控制著 LCD1602 的工作。 表 LCD1602 引腳功 能 說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳 說 明 編號(hào) 符號(hào) 引腳 說 明 1 VSS 電源地 6 E 使能 信 號(hào) 2 VDD 電源 正 極 （ 典 型 值 5V） 714 D0～ D7 Data I/O 數(shù) 據(jù) 線 3 VL 液晶 顯 示 偏 壓 信 號(hào) （ 可 調(diào) ） 15 BLA 背光 源 正極 4 RS 數(shù) 據(jù) /命 令 選 擇 端 （ H/L） 16 BLK 背光 源 負(fù)極 5 R/W 讀 /寫 選 擇 端 （ H/L） LCD1602 控 制 器 整個(gè) 1602 模塊主要由 LCD 顯示屏 、 控制器 、 列驅(qū)動(dòng)器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成 。 控制 器主要由指令寄存器 IR、 數(shù)據(jù)寄存器 DR、 忙 標(biāo)志位 BF、 地址計(jì) 數(shù) 器 AC、 字符顯示緩 沖區(qū) DDRAM、標(biāo) 準(zhǔn) 字模區(qū) CGROM、自建字模區(qū) CGRAM 及時(shí)序發(fā)生電路組成。 指令寄存器 IR，內(nèi) 部 存儲(chǔ) DDRAM 和 CGRAM 中的數(shù)據(jù)顯示的指令代碼和地址信 更多相關(guān)精品文檔資源請(qǐng)?jiān)L問 68661508 索要