【正文】 傳感器，LCD1602液晶顯示器的初始化，同時(shí)調(diào)用傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行顯示，之后進(jìn)行閾值判斷并啟動(dòng)報(bào)警裝置。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好以后，就可以規(guī)劃監(jiān)控軟件了。二是子程序，它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的工作的，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。圖中光電耦合器的輸入電流由7047提供，約20mA。其中，,mA。繼電器由普通晶體管9013驅(qū)動(dòng)，可以提供300mA的驅(qū)動(dòng)電流，適用于繼電器線圈工作電流小于300mA的使用場(chǎng)合。當(dāng)p13為低電平時(shí)，繼電器K4吸合；p13為高電平時(shí)，繼電器K4釋放。穩(wěn)壓電路如圖316所示。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，電容分別為輸入端和輸出端濾波電容，R3為負(fù)載電阻，D1為工作指示燈，POWER為供電電源，電壓范圍615V 直流。表36 LM7805參數(shù)本系統(tǒng)所有芯片都需要+5V的工作電壓，而干電池只能提供的電壓為1．5V的倍數(shù)的電壓，并且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其電壓會(huì)逐漸下。LM7805如圖315所示。報(bào)警電路如圖313所示[11][11] 何希才．《傳感器及其應(yīng)用》．國(guó)防工業(yè)出版社．2001．7478．圖313 報(bào)警電路 鍵盤設(shè)定模塊本設(shè)計(jì)可以直接設(shè)定溫濕度參數(shù)的上下限值，從而達(dá)到對(duì)溫濕度控制報(bào)警的功能[12][12] 張敏．《基于單片機(jī)的多通道溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》．機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新．20082（11）：2325按設(shè)置鍵出現(xiàn)設(shè)置界面，按確定鍵選擇需要設(shè)置的數(shù)字，上下鍵設(shè)置需要限定的溫濕度如圖314所示。根據(jù)單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后與該參數(shù)設(shè)定的上下限進(jìn)行比較，高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)能進(jìn)行正常的顯示。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令4：顯示開關(guān)控制。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。第16腳：背光源負(fù)極。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第2腳：VDD接5V正電源。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。 LCD1602概述字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，如圖38所示，目前常用161，162，202和402行等模塊。模塊結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易，像素尺寸小，分辨率高。11點(diǎn)陣字符。10點(diǎn)陣字符）具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義8個(gè)5180。方案二：LCD1602液晶顯示，具有字符發(fā)生器ROM可顯示192種字符（160個(gè)5180。動(dòng)態(tài)電路是最廣泛的顯示方式之一，其能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗低。 ℃溫度測(cè)量分辨率: ℃其溫濕度特性曲線如圖37所示。 ℃在 25℃時(shí)；177。％ RH（20到80 ％ RH）濕度測(cè)量復(fù)現(xiàn)性: 177。測(cè)量和通信結(jié)束后，SHT10自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)模式。確認(rèn)CRC數(shù)據(jù)位之后，通信結(jié)束。所有的數(shù)據(jù)都從MSB開始，至LSB有效。接下來傳輸2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和1個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)。SHT10下拉DATA至低電平而使其進(jìn)入空閑模式。發(fā)送一組測(cè)量命令后控制器要等待測(cè)量結(jié)束，這個(gè)過程大約需要20/80/320ms對(duì)應(yīng)其8/12/14位的測(cè)量。SHT10指示正確接收命令的時(shí)序?yàn)椋涸诘?個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后將DATA拉為低電平（ACK位），在第9個(gè)SCK時(shí)鐘的下降沿之后釋放DATA（此時(shí)為高電平）。其時(shí)序?yàn)椋寒?dāng)SCK為高電平時(shí)DT翻轉(zhuǎn)保持低電平，緊接著SCK產(chǎn)生1個(gè)發(fā)脈沖，隨后在SCK為高電平時(shí)DATA翻轉(zhuǎn)保持高電平。如圖36所示。有效時(shí)間依據(jù)SCK 的時(shí)序。如果傳感器工作在絕對(duì)最大值條件下時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)影響傳感器的穩(wěn)定性（如：熱載流效應(yīng)，氧化）。若想與傳感器獲得最佳通訊效果。圖35 溫濕度采集模塊 電路特性（1）電氣特性，如能耗，高、低電平，輸入、輸出電壓等，都取決于電源。上拉電阻通常已包含在微處理器的I/O電路中。為避免信號(hào)沖突，微處理器應(yīng)在低電平驅(qū)動(dòng)DATA。DATA在SCK下降沿之后改變。DATA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀取傳感器數(shù)據(jù)。SCK 用于微處理器與SHT10之間的通訊同步。SHT10的串行接口，在傳感器信號(hào)的讀取及電源損耗方面，都做了優(yōu)化處理。表32 接口定義引腳名稱描述1GND接地2DATA串行數(shù)據(jù)，雙向3SCK串行時(shí)鐘，輸入口4VDD電源NCNC必須為空～, 。廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動(dòng)化過程控制、汽車行業(yè)、樓宇控制、暖通空調(diào)、電力機(jī)房、計(jì)量測(cè)試、醫(yī)藥業(yè)。體積與火柴頭相近。因此，選擇溫度濕度傳感器SHT10作為此次設(shè)計(jì)中的測(cè)量組件溫濕度傳感器SHT10由Sensirion公司生產(chǎn)，其產(chǎn)品具有無可比你的優(yōu)越性能。產(chǎn)品互換性好，相應(yīng)速度快，抗干擾性強(qiáng)，不需要外部參考源和外部器件。方案三：采用數(shù)字式傳感器，起初選擇DS18B20和SHT10作為溫度和濕度測(cè)量組件，但是SHT10包含相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器，所以把SHT10作為溫濕度檢測(cè)的一個(gè)整體。濕度傳感器選用HS1101，溫度傳感器選擇AD590。其溫度系數(shù)要大而且需要穩(wěn)定的溫度源，反應(yīng)速度快，工藝好價(jià)格低，測(cè)溫環(huán)境穩(wěn)定。但是其非線性、響應(yīng)速度慢、精度中等、靈敏度低、穩(wěn)定性低、高溫下容易老化和有線性漂移，并且測(cè)量需要參考慮。熱電偶應(yīng)用廣泛，價(jià)格便宜而且耐用。綜合濕敏組件，其線性度可抗污染性差，在濕度的檢測(cè)環(huán)境中濕敏組件需要時(shí)刻在檢測(cè)環(huán)境中，很容易受到環(huán)境污染從而影響其測(cè)量精度和持續(xù)的穩(wěn)定性。濕敏電阻的種類多，靈敏度高，但是起線性度和產(chǎn)品的互換性差。晶振元器件實(shí)物圖如圖33所示。[7][7] 白靜．《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》．西安電子科技大學(xué)出版社在單片機(jī)電路中晶振的作用非常大，結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。在引腳端輸入至少連續(xù)兩個(gè)單片機(jī)周期的高電頻，單片機(jī)復(fù)位。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。 ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。 RST——復(fù)位輸入。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，即P3口輸出電流（IIL）。 P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P1 口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。溫濕度的上下限可通過按鍵輸入單片機(jī)。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用數(shù)字型溫濕度傳感器采集溫濕度信號(hào)，由于輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，直接可輸入單片機(jī)處理。LCD顯示器相對(duì)于LED七段數(shù)碼管顯示得更清楚、直觀，而且顯示得內(nèi)容也更多，還可以顯示字母。方案一和方案二都采用單片機(jī)作為主控系統(tǒng)，能正好完成設(shè)計(jì)要求且還不顯得功能富于，但方案一采用的單片機(jī)是較為傳統(tǒng)的80c51單片機(jī)，雖然使用穩(wěn)定，且兼容性好，但相對(duì)于可以多次寫入程序的AT89C51單片機(jī)，AT89c51單片機(jī)性價(jià)比更好。PC機(jī)根據(jù)溫濕度設(shè)定值與測(cè)量值之間的偏差和偏差變化率，經(jīng)過模糊自調(diào)整PID的調(diào)節(jié)，送出控制信號(hào)，將PC機(jī)的輸出分成加熱、制冷或加濕、開風(fēng)機(jī)信號(hào)，送入PLC來分別控制加熱閥、制冷閥、加濕閥和風(fēng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的控制。方案三：溫濕度控制系統(tǒng)的被控參數(shù)是溫度和濕度。同時(shí)在溫濕度超限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過指示燈和蜂鳴器報(bào)警，提醒工作人員。單片機(jī)將預(yù)設(shè)的參考值與測(cè)量值進(jìn)行比較，以判定糧倉(cāng)溫濕度是否超出限定值。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的核心單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化控制溫濕度的目標(biāo)。如此循環(huán)不斷，使溫濕度值與設(shè)定值保持一致。設(shè)定模塊主要為設(shè)定溫濕度報(bào)警的閾值。為此我設(shè)計(jì)了操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、工作穩(wěn)定的基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)以此為出發(fā)點(diǎn)，以溫濕度控制為核心思想，根據(jù)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，用新型的智能集成溫溫度傳感器SHT10主要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)，將溫度濕度信號(hào)通過傳感器進(jìn)行信號(hào)的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再運(yùn)用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，為顯示和報(bào)警電路提供信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制報(bào)警。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，不需要外部組件，適配各種單片機(jī)，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。在測(cè)量濕度、溫度時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達(dá)12位、14位。測(cè)量露點(diǎn)的精度177。2%RH。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。分析表明，我國(guó)江南5～9月有利于發(fā)生霉變的頻率為34%，即夏季約有三分之一的時(shí)間，其溫、濕度及空氣中水汽含量搭配得當(dāng)，易導(dǎo)致庫(kù)房?jī)?nèi)大部分倉(cāng)儲(chǔ)物品霉變，尤其在8倆月，溫濕度條件有利于物品發(fā)生霉變的頻率達(dá)60%以上，而在其它時(shí)段均在20%以下。低溫儲(chǔ)藏使糧食品質(zhì)提高，溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)、繁殖也有影響，大多數(shù)菌種生長(zhǎng)繁殖的適宜溫度范圍是28℃30℃，溫度低于15℃這些菌種的活動(dòng)的繁殖就會(huì)受到抑制，低于12℃時(shí)害蟲一般不能繁殖[3][3] 劉淑榮，[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2003年第7期:119120.當(dāng)糧庫(kù)溫度在20℃35℃、相對(duì)濕度≥85%時(shí)，糧食就易發(fā)生霉變。我國(guó)是一個(gè)人口眾多的大國(guó), 科學(xué)儲(chǔ)糧是保障人民糧食供應(yīng), 促進(jìn)社會(huì)安定的大事, 糧倉(cāng)溫度的監(jiān)測(cè)在科學(xué)儲(chǔ)糧中占有重要地位[1][1] [J]. 九江學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(02):2021 [2][2] 張開生,郭國(guó)法. MCS_51單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息，2005,(7):68.控溫儲(chǔ)糧是使糧食在儲(chǔ)藏期間保持一定的溫度水平，達(dá)到安全儲(chǔ)藏的目的。單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。 detection。 microcontroller。關(guān)鍵詞：溫濕度；SHT10；單片機(jī)；AT89S52；檢測(cè)；報(bào)警DETECTION AND CONTROL SYSTEM DESIGN OF LARGE GRAIN STORAGE TEMPERATURE AND HUMIDITY AbstractGranary management in the most important issue is monitoring the temperature and humidity changes in the grain heap. Countries to pay high fees each year for grain storage, mainly b