【正文】 0℃—+85℃。該報警電路由與非門 CD4011 構(gòu)成兩極門控振蕩器[16]。R3為下拉電阻，常態(tài)下使 =0V。U1B 和 U1D 組成音頻振蕩器， f 1≈1kHz。 圖 316 聲光報警電路 電機控制模塊傳送帶上的電機多數(shù)使用的是三相異步電動機， 三相異步電動機的種類很多，但各類三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。本系統(tǒng)的使用的三相異步電動機是 Y 系列，Y 系列（1P44）三相異步電動機是全國統(tǒng)一設(shè)計的全封閉自扇冷式鼠籠型交流異步電動機，具有高效、節(jié)能、性能好、可靠性高等優(yōu)點。該電動機在環(huán)境溫度不超過+40 ℃，海拔不超過 1000m 時，定子繞組用電阻法測量溫升不超過85℃。本系統(tǒng)的電動機是通過固態(tài)繼電器進行控制的。 輸入回路僅需要對發(fā)光管的控制，所以僅需低電壓，小電流；光耦合保證了輸入、輸出間的隔離；輸出回路中可控硅元件大小的選用，決定了繼電器輸出的工作電壓及電流。 固態(tài)繼電器的輸出電壓通常是指加至繼電器輸出端的穩(wěn)態(tài)電壓。在使用中，一定要保證加至繼電器輸出端的最大電壓峰值低于繼電器的瞬態(tài)電壓值。對于此類負載，選型時應(yīng)給固態(tài)繼電器的輸出電壓留出一定余量。固態(tài)繼電器的輸出電流通常是指流經(jīng)繼電器輸出端的穩(wěn)態(tài)電流。根據(jù)以上參數(shù)，本系統(tǒng)選用SAP4830D 型號的固態(tài)繼電器，其輸入電壓 324V，輸入電流 625mA，輸出可達 480V，輸出電流可達 30A，基本滿足本系統(tǒng)的設(shè)計要求。當 為低電平時，三極管 Q1 處于截止狀態(tài)，固態(tài)繼電器線圈沒有通電，常開觸點斷開，三相異步電動機的 U,V,W 相電斷開，電動機停轉(zhuǎn)[17]。單片機輸入輸出的信號均為 TTL 電平信號，單片機與 PC 機串行通信的串行發(fā)送和串行接收也是 TTL 電平信號。TTL 電平信號對于處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是很理想的，首先處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸對于電源的要求不高以及熱損耗也較低，另外 TTL 電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；再者，處理器控制的設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下進行的，而 TTL 接口的操作恰能滿足這個要求[18]。本系統(tǒng)中選用由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容 RS232 標準的芯片 MAX232 來執(zhí)行此轉(zhuǎn)換功能。該器件符合 TIA/EIA232F 標準，每一個接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。MAX232 的引腳分布如圖 318 所示[19]。30V 輸入電平⑤ 低電源電流：典型值是 8mA⑥ 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標準 EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標準 V.⑦ ESD 保護大于 MILSTD883（方 法 3015）標準的 2000V圖 318 為串口通信的連接圖，在圖中，MAX232 的 11 引腳（網(wǎng)絡(luò)標號為CPUTXD）接單片機的 11 引腳 TXD，MAX232 的 12 引腳（網(wǎng)絡(luò)標號為 CPURXD）接單片機的 10 引腳 RXD，MAX232 將有單片機的 11 引腳 TXD 輸出的 0 到+5v的電壓信號轉(zhuǎn)換為電腦對應(yīng)的10v 到+10v 的電壓信號經(jīng)由 MAX232 的 14 引腳輸入到電腦，同時將電腦輸出到 MAX232 的 13 引腳的10v 到+10v 的電壓信號轉(zhuǎn)換為 0 到+5v 的電壓信號再經(jīng) MAX232 的 12 引腳輸入到單片機。此連接可以實現(xiàn)單片機的與 PC 機的串行通信[20]。本系統(tǒng)涉及到單片機和 PC 機兩部分程序設(shè)計。⑵ 明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系，力求數(shù)據(jù)傳遞少，以增強各模塊的獨立性，便于軟件編制和復(fù)用。 ⑷ 將各模塊有機的結(jié)合起來形成一個完善的系統(tǒng)。而在具體的單片機程序開發(fā)中，經(jīng)常用到的是匯編語言和 C 語言。其主要優(yōu)點是占用資源少，程序執(zhí)行效率高。 C 語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級語言。因此，單片機的程序最好選用 C 語言作為程序設(shè)計語言。同時，由于本系統(tǒng)的單片機處理部分相對簡單，數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)的顯示以及數(shù)據(jù)的串口發(fā)送均在主程序中調(diào)用子程序完成。其主要通過合理地設(shè)置單片機串口的特殊功能寄存器，使串口和 PC 機之間正常通信。NYNNYY最小值變送量min讀取的數(shù)據(jù)累加到sum已讀取10個數(shù)據(jù)Sum=Summaxmin返回（sum/8）的值最大值送變量max為最小值?為最大值?讀取A/D 8位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)圖43 單片機數(shù)據(jù)處理子程序流程圖 數(shù)據(jù)采集子程序數(shù)據(jù)采集主要是指單片機采集經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，此值也即是經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的濕度值。 數(shù)據(jù)處理子程序數(shù)據(jù)處理主要是將從 A/D 采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的軟件算法處理后，得到與實際情況最相符的數(shù)據(jù)，即誤差最小。數(shù)據(jù)處理是讀取 10 個 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)后，剔除最大值和最小值然后求平均值。數(shù)據(jù)處理的流程圖見圖 43 所示。數(shù)據(jù)顯示子程序主要完成將待顯示的數(shù)據(jù)串行移出單片機，送至移位寄存器 74LS164。系統(tǒng)使用 3 個 8 段共陰極 LED 來顯示數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)范圍為 。 串口通信子程序為了能將大量的實時檢測數(shù)據(jù)存儲，以便于后續(xù)分析處理，僅靠單片機的存儲器是不夠的。考慮數(shù)據(jù)的流量，數(shù)據(jù)的傳輸速率以及設(shè)計的簡單易行，本系統(tǒng)采用 AT89C51 的異步通信串行接口與 PC 機的串口進行通訊。首先，設(shè)置通信方式為 8 位異步通信，一幀信息由 9 位組成，波特率由定時器/計數(shù)器 1 的溢出速率以及 SMO（）決定。單片機向 PC 機傳輸數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位的，發(fā)送時只需將待發(fā)送的一個字節(jié)數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖 SBUF 中，數(shù)據(jù)將從37TXD 上逐位輸出一幀信號。因為所測數(shù)據(jù)有時會大于一個字節(jié)所能表示的最大值 255，所以一個檢測數(shù)據(jù)需用兩個字節(jié)來表示，發(fā)送時需對數(shù)據(jù)先拆解成一個字節(jié)一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后再發(fā)送，接收時需先接收，然后將兩個字節(jié)拼湊成一個數(shù)據(jù)。當 為低電平時，固態(tài)繼電器的線圈失電，常開觸點斷開，三相異步電動機停轉(zhuǎn)。 PC 機程序流程圖PC 機程序主要實現(xiàn)接收單片機數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)分析并將得到的分析結(jié)果反應(yīng)給用戶，同時要實現(xiàn)軟件的圖形界面設(shè)計。因此，PC 機程序核心部分是通過串口采集數(shù)據(jù)模塊以及隨后的數(shù)據(jù)處理模塊。PC 機端程序的基本實現(xiàn)流程圖如圖 45 所示。5 結(jié)論與展望 結(jié)論本設(shè)計基本達到了預(yù)期的設(shè)計要求，對不同濕度糧食的檢測，來評價其測量效果，并通過電動機和報警裝置的反應(yīng)情況來評斷其控制的精度。軟件部分單片機的主程序初始化，子程序的初始化，數(shù)據(jù)采集程序的實現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理程序的實現(xiàn)，數(shù)據(jù)顯示程序的實現(xiàn)，串口通訊和外設(shè)控制程序的實現(xiàn)等模塊介紹了單片機程序的模塊化設(shè)計。實現(xiàn)了糧食濕度信號的實時采集，LED 數(shù)據(jù)實時顯示，電機的控制和報警，數(shù)據(jù)可實時上傳 PC 機儲存和分析處理。影響糧食的濕度的因素復(fù)雜多樣，特別對于糧食進倉的檢測，需對進一步提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度。使用戶的操作和使用更加簡單?？傮w來說，糧食進倉時的濕度檢測控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：單片機檢測系統(tǒng)與 PC 機評價系統(tǒng)相結(jié)合，改進系統(tǒng)檢測精度和準確度，向著高可靠，低成本，便攜式和智能化的方向發(fā)展。ARM7 京：電子工業(yè)大學出版社，2006: 199～327[23] 徐愛鈞， Cx51 單片機高級語言編程與 uVision2 應(yīng)用實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：347～350致 謝本設(shè)計是在王寬老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到設(shè)計的最終完成，王老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。1 緒論 1 課題的背景 1 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)研究的意義 1 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)的發(fā)展狀況 1 國外研究概況 1 國內(nèi)研究概況 2 本課題的主要研究內(nèi)容 22 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計 3 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計要求 3 設(shè)計思路和方案 33 糧食進倉濕度自動檢測報警控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 5 引言 5 單片機模塊 5 AT89C51單片機的內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)及引腳 6 AT89C51單片機的內(nèi)部硬件的主要功能 9 濕度檢測模塊 10 濕度傳感器 10 A/D 轉(zhuǎn)換器 11 A/D 轉(zhuǎn)換器與單片機的接口電路 12 顯示模塊 13 報警模塊 14 電機控制模塊 16 PC 機通信模塊 174 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 20 糧食進倉濕度自動檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計要求 20 單片機程序設(shè)計 20 單片機主程序流程圖 20 單片機子程序 22 初始化子程序 22 數(shù)據(jù)采集子程序 23 數(shù)據(jù)處理子程序 23 數(shù)據(jù)顯示子程序 23 串口通信子程序 24 電機控制子程序 24 PC 機程序流程圖 245 結(jié)論與展望 25 結(jié)論 25 展望 26參考文獻 2629