【正文】 體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，以8031基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢濕度檢測(cè)、鍵盤及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。(4) 軟件比較復(fù)雜。(2) 處理速度慢。結(jié)構(gòu)框圖如圖23所示。(3) 軟件簡(jiǎn)單，各通道可以獨(dú)立編程?？傮w成本可以做得較低。 信號(hào)采集通道的選擇 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)假設(shè)為8路的模擬信號(hào)，需要多通道結(jié)構(gòu)。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測(cè)量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。相對(duì)濕度在1%100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于177。HS1100/HS1101電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個(gè)電容器件，其電容量隨著所測(cè)空氣濕度的增大而增大。這種傳感器原是用于開關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。方案一：采用HOS201濕敏傳感器。 濕度傳感器的選擇測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。AD590的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。它只需直流電源就能工作，而且，無(wú)需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，接口也很簡(jiǎn)單。方案二：采用集成芯片AD590 AD590的測(cè)溫范圍在55℃～+150℃之間，而且精度高。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫范圍200～650℃；銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大；但其電阻率小，使用穩(wěn)定性差。方案一：采用熱電阻溫度傳感器 熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。 傳感器的選擇 溫度傳感器的選擇傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，那么一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 第二章、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案選擇 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)：(1) 基本功能：l 檢測(cè)溫度、濕度；l 顯示溫度、濕度；l 過(guò)限報(bào)警；(2) 主要技術(shù)參數(shù) l 溫度檢測(cè)范圍 ：l 測(cè)量精度 ：l 濕度檢測(cè)范圍 ：l 檢測(cè)精度 ：l 顯示方式 ：四位顯示 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與組成 設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)測(cè)量的是糧倉(cāng)的溫濕度，通過(guò)采樣及A/D轉(zhuǎn)換，將所測(cè)量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)信號(hào)和鍵盤所設(shè)定的溫濕度值一起送入單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)對(duì)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，并通過(guò)報(bào)警裝置對(duì)超過(guò)規(guī)定值進(jìn)行報(bào)警?？紤]氣候、環(huán)境因素對(duì)糧食的影響，該設(shè)計(jì)以8031單片機(jī)為控制模塊，通過(guò)傳感器組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將倉(cāng)內(nèi)的溫濕度進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)放大、MC14433A/D轉(zhuǎn)換，與預(yù)先存儲(chǔ)于單片機(jī)中保持正常糧食所需的溫濕度進(jìn)行比較，對(duì)糧倉(cāng)的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)超過(guò)報(bào)警規(guī)定值進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)還可以對(duì)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行人工修改片內(nèi)存儲(chǔ)預(yù)設(shè)值。我國(guó)是人口大國(guó)，科學(xué)儲(chǔ)糧是保障人民糧食供應(yīng)，關(guān)系國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略大事。我國(guó)近年引進(jìn)了許多國(guó)家和地區(qū)的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境控制系統(tǒng)，對(duì)吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、推動(dòng)倉(cāng)庫(kù)溫度濕度自動(dòng)監(jiān)測(cè)研究產(chǎn)生了積極的作用。作為本系統(tǒng)采用的單片機(jī)技術(shù)，已經(jīng)普及到我們的生活、工作、科研各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一個(gè)比較成熟的技術(shù)。一般溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)、繁殖有影響，大多數(shù)菌種生長(zhǎng)繁殖的適宜溫度是。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度和濕度誤差大，隨機(jī)性大，因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度控制系統(tǒng)。為了保證日常工作的順利進(jìn)行，要加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度和濕度的監(jiān)測(cè)工作。倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘 要 IABSTRACT II第 1 章 緒論 1 糧倉(cāng)溫濕度檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 研究的意義 1 本設(shè)計(jì)的結(jié)論 2第 2 章 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案選擇 3 設(shè)計(jì)要求 3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與組成 3 設(shè)計(jì)思路 3 本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖 3 4. 溫度傳感器的選擇 4 濕度傳感器的選擇 4 信號(hào)采集通道的選擇 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 7第 3 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 8 信號(hào)采集 8 溫度傳感器電路 8 AD590主要特性 8 攝氏溫度測(cè)量電路 9 濕度傳感器 9 HS1100/HS1101特點(diǎn) 9 濕度測(cè)量電路 9 多路開關(guān) 11 溫度多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)電路 11 濕度多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)電路 12 信號(hào)分析電路 12 A/D轉(zhuǎn)換電路 12 MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器特點(diǎn) 12 MC14433與8031單片機(jī)的接口電路 15 單片機(jī)8031基本電路 16 8031的概述 16 單片機(jī)復(fù)位電路 18 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 18 單片機(jī)外圍的設(shè)計(jì) 19 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì) 20 顯示鍵盤接口電路 20 報(bào)警電路 21 系統(tǒng)總圖 23第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 24 模塊組成。 24 標(biāo)度變換 24 24： 25 A/D轉(zhuǎn)換流程圖： 26 中斷服務(wù)程序流程圖： 27 溫度采樣子程序流程圖 28 29第 5 章 總結(jié) 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄A 主程序 33附錄B 系統(tǒng)總圖 44倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第 1 章 緒論倉(cāng)庫(kù)日常工作是進(jìn)行防潮、防腐、防霉，做好“三防”直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作的可靠性。傳統(tǒng)的方法是用濕度表、毛發(fā)濕度表和雙金屬式測(cè)量計(jì)等測(cè)試器材進(jìn)行人工檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫。糧食作為倉(cāng)庫(kù)內(nèi)最重要的物資一種，做好它的儲(chǔ)藏尤其關(guān)鍵?？刂茰囟葍?chǔ)藏糧食能保持糧食較好的品質(zhì)，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，是一種集安全、經(jīng)濟(jì)、綠色的先進(jìn)儲(chǔ)糧技術(shù)，已成為當(dāng)今科學(xué)儲(chǔ)糧的技術(shù)發(fā)展的新方向。隨著微型計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化，倉(cāng)庫(kù)的溫度和濕度的監(jiān)測(cè)控制方面的研究也有課明顯的進(jìn)展。許多新技術(shù)和新工藝被應(yīng)用到濕度測(cè)量領(lǐng)域中，如：瑞士Sensiron公司采用的CMOSens專利技術(shù)為高精度濕度傳感器系統(tǒng)設(shè)置精度；國(guó)內(nèi)外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能濕度傳感器，對(duì)提高測(cè)量精度和分辨力起著重要的作用；智能濕度傳感器從單通道向多通道的方向發(fā)展，為研制和開發(fā)多路濕度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，對(duì)增加測(cè)試功能起著積極的作用。目前，糧庫(kù)中的溫濕度的檢測(cè)，基本上是人工檢測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、繁瑣，檢測(cè)報(bào)警不夠及時(shí)，加之糧庫(kù)占地面積大，糧倉(cāng)分散，倉(cāng)內(nèi)溫度測(cè)試點(diǎn)多，造成工作量大，效率低，檢測(cè)周期長(zhǎng)，容易漏檢，測(cè)量器件損壞率高，測(cè)試精度難以保障，造成庫(kù)儲(chǔ)糧食損失現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為此國(guó)家每年在糧食儲(chǔ)藏方面需要支付很高的費(fèi)用，而設(shè)計(jì)并研制性能優(yōu)良的糧庫(kù)溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)迫在眉睫，這樣才能對(duì)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值起著重要的作用。該設(shè)計(jì)造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確。 本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，電阻率較高，但價(jià)格貴，溫度系數(shù)小。在工業(yè)中用于50～180℃測(cè)溫。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)損壞，使用可靠。有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。綜合比較方案一與方案二，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)溫度傳感器采用方案二。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。HOS201濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流1V以下，頻率為50HZ～1KHZ，測(cè)量濕度范圍為0～100%RH，溫度范圍為0～50℃。方案二：采用HS1100/HS1101濕度傳感器。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專門設(shè)計(jì)為固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過(guò)程等。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S； pF/℃，可見精度是較高的。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度30～50℃的要求，因此，我們選擇方案二來(lái)作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器。方案一：采用多路并行模擬量輸入通道。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：(1) 可以根據(jù)各輸入量測(cè)量的額要求選擇不同性能檔次的器件。(2) 硬件復(fù)雜，故障率高。方案二：采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：(1) 對(duì)ADC、S/H要求高。(3) 硬件簡(jiǎn)單，成本低。 多路分時(shí)的模擬量輸入通道綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于模擬量輸入的要求，比較其框圖，方案二更具備硬件簡(jiǎn)單的突出優(yōu)點(diǎn)，所以選擇方案二作為信號(hào)的輸入通道。第 2 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 信號(hào)采集信號(hào)采集系統(tǒng)包括溫度傳感器電路、濕度傳感器電路和