【正文】 SP封裝。與 DS1820 相比， DS18B20 的功能更強(qiáng)大些。 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 公司最新推出的一種可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，與 DS1820相同， DS18B20也能夠直接讀取被測(cè)物體的溫度值 它在電壓、特性及封裝方面都更具有優(yōu)勢(shì)，給了用戶更多的選擇，讓用戶可以更方便的構(gòu)建適合自己的測(cè)溫系統(tǒng)。正是這些特點(diǎn)使得采用 DS18B20溫度傳感器的糧情檢測(cè)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(cè)溫電纜的情況下更換測(cè)溫電纜內(nèi)部的溫度傳感器以及改變溫度傳感器相對(duì)位置。 采用 DSl8B20溫度傳感器的糧情檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)溫電纜與熱敏電阻測(cè)溫電纜大不相同，該測(cè)溫電纜最多只需 3根導(dǎo)線即可連接多個(gè) DSl8B20 溫度傳感器。 采用數(shù)字式溫度傳感器的糧情檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與采用熱敏電阻糧情檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)人致相同，只是用檢測(cè)單元替代了智能分機(jī)、擴(kuò)充接線器替代了溫度分線器。 DSl8B20采用 9個(gè)位表示測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，每個(gè) DSl8B20內(nèi)部都設(shè)置有一個(gè)單一的序列號(hào)，因此可以使多個(gè) DS18B20共存于同一根數(shù)據(jù)傳輸線上。 (2)數(shù)字式溫度傳感器 數(shù)字式溫度傳感器的種類也不少，但用于糧情檢測(cè)系統(tǒng)的溫度傳感器主要是美國(guó) Dallas公司生產(chǎn)的 DS18B2O系列溫度傳感器，其溫度檢測(cè)范圍為 55℃ ~+l25℃，檢測(cè)精度為? ℃。采用熱敏電 阻作為溫度傳感器的糧情檢測(cè)系統(tǒng)的溫度檢測(cè)范圍一般在 40℃ — +50℃之間，檢測(cè)精度為士 1℃，完全滿足糧情溫度檢測(cè)的需要。智能分機(jī)與溫濕度分線器和通風(fēng)控制器之間均采用單根多芯電纜連接，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、維護(hù)方便、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。溫濕度分線器主要完成接收智能分機(jī)下達(dá)的指令、將模擬開關(guān)切換到指定的溫濕度測(cè)量點(diǎn)等功能。通信轉(zhuǎn)換電路分為內(nèi)置式和外掛式兩種，主要完成兩種通信協(xié)議之間的銜接轉(zhuǎn)換功能。 采用熱敏電阻作為溫度傳感器的糧情檢測(cè)系統(tǒng)的硬件由上位機(jī)、通信接口電路、智能分機(jī)、溫度分線器、測(cè)溫電纜、濕度分線器、測(cè)濕探頭和通風(fēng)控制器組成。熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻兩種，但在溫度測(cè)量應(yīng)用中，正溫度系數(shù)熱敏電阻較少得到采用，更多采用的是負(fù)溫度系數(shù) 熱敏電阻。熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)較高，室溫電阻通常也較高，因此其自身發(fā)熱較小，信號(hào)調(diào)節(jié)較為簡(jiǎn)單。由于 片內(nèi)負(fù)載電阻較 大 ，約 20k— 40k，所以不 會(huì)對(duì)輸 入的 數(shù) 據(jù) 產(chǎn) 生影 響 。 當(dāng) P1 口 輸 出高 電平時(shí) ，能向外提供拉 電 流 負(fù)載 ，所以不必再接上拉 電阻 。 實(shí)質(zhì)上圖 P1口作通用 I/O口使用 拉 電阻 是 兩個(gè)場(chǎng) 效 應(yīng)管 (FET)并在一起， — 個(gè) FET 為負(fù)載管 ，其 電阻 固定；另一 個(gè) FET可工作在 導(dǎo) 通或截止 兩 種 狀態(tài) ，使其 總電阻 值 變 化近 為 0或阻值很大 兩 種情 況 。其 電 路 結(jié)構(gòu)見 圖 。 P3 口與其它的 I/O 埠有很大 區(qū)別 ，它除作 為 —般準(zhǔn) 雙向 I/O 口外，每 個(gè) 引 腳還 具有 專門 的功能， 見 表 31。 P3 口 (21— 28 腳 )： P3 口是一 個(gè)帶內(nèi) 部上接 電阻 的 8 位準(zhǔn) 雙向 埠。 P2 口 (21— 28 腳 )： P2 口是一 個(gè)帶內(nèi) 部上接 電阻 的 8 位準(zhǔn) 雙向 埠。 P1 口 (1— 8 腳 )： P1 口是一 個(gè)帶 上拉 電阻 的 8 位準(zhǔn) 雙向I/O端口每一 位能驅(qū)動(dòng) (吸收 成輸 出 電 流 )4個(gè) LS型 TTL負(fù)載 。作 為 漏極八路的 輸 出端口，每次 能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) Ls 型 TTL 負(fù)載 。 當(dāng) 此輸 入端保 持兩個(gè) 機(jī)器周期 (24 個(gè)時(shí)鐘 振 蕩 周期 )的高 電平時(shí) ，可以完成復(fù)位操作。若需采用外部 時(shí)鐘電路 時(shí) ， 該 引 腳輸 入外部 時(shí)鐘脈沖 如 圖 ， 所示。 XTAL 1(19 腳 )：接外部晶體的微 調(diào)電 容的另一端。在 內(nèi) 它是振 蕩電 路反相放大器的 輸 出端，振 蕩電 路的 頻 率就是晶體的固有 頻 率。 主要性能 參數(shù) ： （ 1）與 MCS51產(chǎn) 品指令系 統(tǒng) 完全兼容 （ 2） 4K 字 節(jié) 在系 統(tǒng)編 程 （ ISP） Flash閃 速 內(nèi) 存 （ 3） 1000次擦 寫 周期 （ 4） 電壓 范 圍 （ 5）全 靜態(tài) 工作模式： 0Hz— 33MHz （ 6）三 級(jí) 程序加 密鎖 （ 7） 256?8字體 內(nèi) 部 RAM （ 8） 32 個(gè) 可 編 程 I/O口 線 （ 9） 3 個(gè) 16 位 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 10） 5 個(gè) 中 斷 源 （ 11）全 雙 工串行 UART通道 （ 12）低功耗 空閑 和掉 電 模式 （ 13）中 斷可從空閑 模 喚醒 系 統(tǒng) （ 14）看 門 狗 （ WDT） 及 雙數(shù) 據(jù)指 針 （ 15）掉 電標(biāo)識(shí) 和快速 編 程特性 （ 16） 靈 活的在系 統(tǒng)編 程（ ISP— 字 節(jié) 或 頁寫 模式） 其 內(nèi)部結(jié) 構(gòu) 結(jié) 構(gòu)如 圖 所示： AT89C51引 腳 功能介 紹 源引 腳 Vcc和 GND Vcc： 電 源 電壓， GND(10腳 )：接地端。AT89C51 是美 國(guó) ATMEL 公司生 產(chǎn) 的低功耗，高性能 CMOS 8 位單 片機(jī)， 片內(nèi) 含 4k bytes 的可系 統(tǒng)編 程的 Flash只 讀 程序內(nèi) 存，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存 儲(chǔ) 技 術(shù) 生產(chǎn) ，兼 容標(biāo) 準(zhǔn) 8051指令系 統(tǒng) 及引 腳 。 由此 來 看， 單 片機(jī)有 著 微 處 理器所不具 備 的功能，它可單獨(dú)地 完成 現(xiàn) 代 工業(yè) 控制所要求的智能化控制功能， 這 是 單片機(jī)最大的特征。要求使用 浮點(diǎn) 和啟 用函 數(shù)時(shí)只 有具 備匯編編程經(jīng)驗(yàn) 才能 避免生 成龐 大的、效率低的程序， 這 需要考 慮簡(jiǎn)單 的算 術(shù)運(yùn)算或先算好的查表法。 盡管懂得 匯編語 言不是你的目的，看懂一些可 幫 助你了解影 響任何 語 言效率的 51特殊 規(guī) 定。指令系 統(tǒng) 比第一代微 處 理器要 強(qiáng) 一些。 這 種方式可使程序 結(jié) 構(gòu)化 將可變 的 選擇與 特殊操 作組 合在一起的能力，改善了程序的可 讀 性 編 程及程 序調(diào)試時(shí)間顯著縮 短， 從 而提高效率提供的 庫 包含 許 多 標(biāo) 準(zhǔn)子程序，具有 較強(qiáng) 的 數(shù) 據(jù) 處 理能 將已 編 好程序可容易的植入新程序，因 為 它具有方便的模 塊 化編 程技 術(shù) C 語 言作 為 一種非常方便的 語 言而得到 廣泛 的支持， C 語 言程序本 身并不依 賴于 機(jī)器硬件系 統(tǒng) ，基本上不做修改就可根據(jù) 單 片機(jī)不同 較快 地移植 過來 。 C可以 進(jìn) 行 許 多機(jī)器 級(jí) 函 數(shù) 控制而不用 匯編語 言。 C 語 言是一種源于 編寫 UNIX操作系 統(tǒng) 的 語 言，它是一種結(jié) 構(gòu) 化語 言，可 產(chǎn) 生 壓縮 代 碼 。但 對(duì) 51系列， PL/M不支持復(fù) 雜的 算 術(shù)運(yùn) 算、 浮點(diǎn)變 量而 無 豐富的 庫 函 數(shù) 支持。 PL/M 編譯 器好像 匯編器一樣 可 產(chǎn) 生 緊湊代 碼 。 PL/M 是 Intel從 8080微 處 理器 開始為 其系列 產(chǎn) 品 開發(fā)的編 程 語 言。 BASIC為簡(jiǎn) 化使用 變 量，所有 變 量都用 浮點(diǎn) 值。一個(gè) 新 變 量名定 義 之后可在程序中作 變 量使用，非常易 學(xué) ，根據(jù) 解釋 的行可以找到 錯(cuò)誤而 不是 當(dāng) 程 序執(zhí) 行完才能 顯現(xiàn) 出來 。 單 片機(jī) 編 程 語 言介 紹 對(duì) 于 51 系列 單 片機(jī)， 現(xiàn) 有四 種語 言支持，即 匯編 、 PL/M，C 和 BASIC。 統(tǒng)時(shí)鐘 通常需要外接石英晶體或其它振 蕩 源 來 提供 時(shí)鐘 信 號(hào)輸 入，也有的使用 內(nèi) 部 RC振 蕩 器。不同的 單 片機(jī)可能提供不同 標(biāo) 準(zhǔn)的串行通信接口，如 UART、 SPI、 2IC、 Micro Wire 等。串口 輸 入 /輸 出口：用于 單 片機(jī)和串行 設(shè)備或其它單 片機(jī)的通信。 現(xiàn) 代的 單 片機(jī)的 I/O口也有不同的功能，有的 內(nèi) 部具有上拉或下拉 電阻 ，有的是漏極 開 路 輸出，有的能提供足 夠 的 電 流可以直 接驅(qū)動(dòng) 外部 設(shè)備 。 CPU就象人的大 腦 一 樣 ， 決定了 單 片機(jī)的 運(yùn)算能力和 處 理速度。 單 片機(jī)通常 還 有特殊寄存器和通用寄存器，它 們 是 單 片機(jī)中存取速度最快的 內(nèi) 存，但通常存 儲(chǔ)空間 很小。 RAM的 內(nèi) 容是易失性（也有的 稱 易 揮發(fā) 性）的，掉 電 后 會(huì)丟 失。 Flash型 單 片機(jī) ,即可用于 開發(fā)過 程，也可用于批量生 產(chǎn) ， 隨著 制造 工藝 的改 進(jìn) ， Flash型 單 片機(jī)價(jià)格不 斷 下降，使用越 來 越普遍，它已是 現(xiàn) 代 單 片機(jī) 的發(fā) 展 趨勢(shì)。 OTP型 單 片機(jī)生 產(chǎn)多 少完全可由用 戶 自己掌握，不存在 ROM 型有最小起 訂 量和掩膜 費(fèi)問題， 另外， 該類單 片機(jī)價(jià)格已同掩膜型十分接近，故特 別 受中小批量客 戶 的 歡 迎。 由于 ROM 型 單 片機(jī)的代 碼 只能由生 產(chǎn) 廠商在制造芯片 時(shí)寫 入，故用 戶 要更改程序代 碼 就十分不便，在 產(chǎn)品未成熟 時(shí)選用 ROM型 單 片機(jī) 風(fēng)險(xiǎn)較 高。 EPROM型 內(nèi) 存 編 程后其 內(nèi) 容可用紫外 線 擦除，用 戶 可反復(fù)使用，故特 別 適用于 開發(fā)過 程，但 EPROM 型 單 片機(jī)價(jià)格很高。 片機(jī)的 結(jié) 構(gòu)與 組 成 目前， 單 片機(jī)的系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 有兩種類 型：一種 是將 程序和數(shù) 據(jù)存 儲(chǔ) 器分 開 使用， 即哈佛 （ Harvard） 結(jié) 構(gòu)， 當(dāng) 前的 單片機(jī)大都是 這 種 結(jié) 構(gòu) 。 單 片機(jī)以其高性價(jià)比和 靈 活性，牢固 樹 立了其在嵌入式微控制系 統(tǒng) 中的“霸主”地位，在 PC 機(jī)以 28 38Pentium、 PⅢ 高速更新 換代 的同 時(shí) ， 單 片機(jī) 卻 “始 終如 一”保持旺盛的生命力。 單 片機(jī)功能 強(qiáng) 、價(jià)格便宜、使 用靈 活，在 計(jì) 算機(jī) 應(yīng)用領(lǐng)域中 發(fā)揮著 極其重要的作用。一般的 說 ，單 片機(jī)就是在一 塊 硅片上集成 CPU、 RAM、 ROM、 定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器、和多種 I/O的完整的 數(shù)字處 理系 統(tǒng) ?；趩纹瑱C(jī)糧倉溫度監(jiān)控系統(tǒng) 較傳統(tǒng)的溫度控制器具有更高的智能性，并且系統(tǒng)的功能更加易于擴(kuò)展和升級(jí)，是一種低成本的溫度檢測(cè)、控制方案。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 糧倉溫度監(jiān)控系統(tǒng) 需要完成溫度的檢測(cè)并可以通過按鍵設(shè)定調(diào)整最高溫度和最低溫度值、能夠顯示當(dāng)前溫度值、最高溫度和最低 溫度值，同時(shí)要實(shí)現(xiàn) 倉內(nèi)溫度 超過最高溫度時(shí)， 啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng) 。 其次，為了適應(yīng)各地地域特點(diǎn)、氣候差異，糧倉測(cè)控系統(tǒng)還表現(xiàn)出多樣性以及個(gè)性化的特點(diǎn)。 （ 3） 智能化 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，巨大的存儲(chǔ)空間，從而能夠?qū)⒎N植者的經(jīng)驗(yàn)通過管理軟件固化起來，指導(dǎo)非專業(yè)人員或技術(shù)不熟練人員代替專家進(jìn)行 工 作。隨著網(wǎng)絡(luò)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，使得在線遠(yuǎn)程服務(wù)成為可能。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是目前最有活力，發(fā)展最快的高科技領(lǐng)域。 糧倉測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 對(duì)比國(guó)內(nèi)外溫室環(huán)境控制研究及應(yīng)用情況我們可以看出，溫室環(huán)境控制系統(tǒng)正向著分布式、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。用該模型編制電算程序，觀察糧食的通風(fēng)效果，并根據(jù)物理參數(shù)的變化， 確定控制通風(fēng)的有效方式； 1988年王善順等報(bào)道了機(jī)械通風(fēng)儲(chǔ)糧與白動(dòng)控制，并介紹了機(jī)械通風(fēng)控制器的試驗(yàn)情況 ； 2020年湯慶設(shè)計(jì)了糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)從溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸方式、上位機(jī)監(jiān)控軟件三個(gè)方面如手對(duì)糧庫系統(tǒng)加以改進(jìn)； 2020年施偉祥研究了基于 CAN總線的糧食監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成了對(duì)各倉房的溫濕度的實(shí)時(shí)巡檢，并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析來掌握糧食的儲(chǔ)存情況。 它能靈活地、有效地控制通風(fēng)系統(tǒng)，減少通風(fēng)費(fèi)用，并可以實(shí)行聯(lián)網(wǎng)，從而不必依靠倉庫理人員收集的情況，就能得到通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運(yùn)行情況。實(shí)驗(yàn)在一個(gè) 500噸、高 16米的中型倉中進(jìn)行。為了減少糧食儲(chǔ)藏過程中的損失， 保障糧食的品質(zhì)和質(zhì)量，首先應(yīng)該及時(shí)準(zhǔn)確地掌握糧食儲(chǔ)藏過程中各種物理因素的變化情況，找出其變化規(guī)律。在糧食部門各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和糧食行業(yè)科技主管部門的大力支持下，在糧食行業(yè)內(nèi)、外廣大科技工作者近 30年的共同努力下，糧食檢測(cè)技術(shù)不斷完善、提高、并日趨成熟，逐步形成了樣式繁多的糧情檢測(cè)系統(tǒng)，為安全、科學(xué)儲(chǔ)糧起到了積極的作用。初期，以銅電阻，熱敏電阻作為傳感器件，通過檢測(cè)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)。隨著國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的不斷完善，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣，國(guó)家糧食總產(chǎn)量不斷突破歷史新高。 本課題研究的是一種基于 單片機(jī)的 溫度檢測(cè) 系統(tǒng)的研究，并能設(shè)定高低溫報(bào)警的糧倉溫度測(cè)控系統(tǒng)。糧食檢測(cè)過程是把埋在糧堆內(nèi)的溫度傳感器所感應(yīng)到糧堆內(nèi)的溫度變化情況，通過分線器、檢測(cè)分機(jī)、檢測(cè)主機(jī)而反映到主控機(jī)房的計(jì)算機(jī)上，使庫房保管人員可以隨時(shí)觀察糧堆內(nèi)的溫度變化情況，并采取相應(yīng)的處理措施，以確保糧食儲(chǔ)藏過程的安全。 糧食檢測(cè)是對(duì)糧食儲(chǔ)藏過程中糧堆溫度、倉內(nèi)溫、濕度、大氣溫、濕度等基本檢測(cè)參數(shù)變化的記錄?！凹Z食檢測(cè)”在糧食儲(chǔ)藏過程中所起的作用就像“人工”保管時(shí)期保管人員的“眼睛”和“鼻子”，對(duì)糧食儲(chǔ)藏過程中各種糧情進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，并密切關(guān)注著糧情的實(shí)時(shí)變化 。做好糧食