粮仓温度检测仪设计

I辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：粮仓温度检测仪设计院（系）：电气工程学院专业班级：电气103学号：100302023学生姓名：王亚杰指导教师：（签字）起止时间：2013.06.24-2013.07.12本科生课程设计（论文）II本科生课程设计（论文）III课程设计（论文）报告的内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册2、页边距：上2.5cm，下2.5cm，左3cm，右2.5cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；3、字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字，小四号字、宋体；4、行距：20磅行距；5、页码：底部居中，五号、黑体；6、对图题和图中文字要求：图题是5号黑体，在图的下方居中图中文字是5号宋体，参照图2.17、对表题和表中文字要求：表题是5号黑体，在表的上方居中表中文字是5号宋体，参照表2.1本科生课程设计（论文）IV课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号100302023学生姓名王亚杰专业班级电气103班课程设计（论文）题目粮仓温度检测仪设计课程设计（论文）任务该检测仪为手持式设备，粮仓内预先埋设热敏电阻，温度在-10℃~+50℃变化时，其电阻值在10kΩ~1kΩ之间变化。测温时将设备与热敏电阻对接，检测并显示粮食温度，启动排风设备，当温度超限时及时发出声光报警信号（1只发光二极管和蜂鸣器）。设计任务：1.CPU最小系统设计（包括CPU选择，晶振电路，复位电路）2.传感器选择及其接口电路设计3.开关量输出接口电路及显示电路设计4.程序流程图设计及程序清单编写技术参数：1．温度检测范围-10℃~+50℃2．工作电源220V设计要求：1、分析系统功能，选择合适的单片机及传感器，温度检测电路设计等；2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图；3、按规定格式，撰写、打印设计说明书一份，其中程序开发要有详细的软件设计说明，详细阐述系统的工作过程，字数应在4000字以上。进度计划第1天查阅收集资料第2天总体设计方案的确定第3-4天CPU最小系统设计第5天传感器选择及其接口电路设计第6天开关量输出接口电路及显示电路设计第7天程序流程图设计第8天软件编写与调试第9天设计说明书完成第10天答辩指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）V摘要粮食是人类生存的必需品，温度是保存好粮食的先决条件，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。大型粮仓有相应的庞大粮情监控系统及布线网络，小型便携式测温仪只能单点测温且功能单一。专门针对农户小型粮仓测温的问题，本文提出一种基于单片机系统的小型粮仓测温仪：可测量1路温度数据、报警功能等。本文在阐述测温背景及单片机系统介绍的基础上，详细介绍了测温仪的硬件设计和软件设计的过程，涉及到了曲线实现的算法。其中，硬件电路设计是以AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器为核心器件，由测温电路、LCD显示电路、时钟电路、报警电路、PC接口电路、键盘电路等设计组成的。软件设计则采用模块化编程方法，使得程序易于调试和维护，并利用KEIL软件进行C语言编程，实现数据处理、LCD显示、键盘扫描、报警等功能，并用PROTEL99软件画整机电路图。本设计功能实用，结构简单、抗干扰性强、实用性强，具有一定的工程应用价值。关键词：单片机；DS18B20；LCD显示；DS1302；温度检测本科生课程设计（论文）VI目录第1章绪论..........................................................11.1粮仓温度检测仪设计概况.......................................11.2本文研究内容.................................................1第2章CPU最小系统设计..............................................32.1粮仓温度检测仪设计总体设计方案...............................32.2CPU的选择....................................................42.3数据存储器扩展...............................................42.4复位电路设计.................................................52.5时钟电路设计.................................................52.6CPU最小系统图................................................6第3章XXX输入输出接口电路设计......................错误!未定义书签。3.1XXX传感器的选择..............................................83.2XXX检测接口电路设计..........................错误!未定义书签。3.2.1A/D转换器选择.......................................................错误!未定义书签。3.2.2模拟量检测接口电路图........................................................................93.3XXX输出接口电路设计..........................................93.4人机对话接口电路设计.........................................9第4章XXX软件设计.................................................104.1软件实现功能综述............................................104.2流程图设计..................................................104.2.1主程序流程图设计..............................................................................114.2.2模拟量检测流程图设计.........................................错误!未定义书签。4.2.3xxx流程图设计.......................................................错误!未定义书签。4.3程序清单.....................................错误!未定义书签。第5章系统设计与分析................................错误!未定义书签。5.1系统原理图...................................错误!未定义书签。5.2系统原理综述.................................错误!未定义书签。本科生课程设计（论文）VII5.3硬件仿真图...................................错误!未定义书签。5.4软件调试结果.................................错误!未定义书签。第6章课程设计总结.................................................16参考文献............................................................17本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1粮仓温度检测仪设计概况粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其它突发性事件而采取的有效措施，特别对于发展中国家来讲，粮食更是基本的物质基础。从理论上说，国家掌握的粮食越多越好，但是从现代经济学的角度看，国家只要能控制住一定数量的可灵活支配、质量良好的粮食，便可达到“备战备荒”、宏观调控的目的，还可以节省资金用于发展经济。而近年来，耕地面积减少、水土流失严重等因素造成提高粮食总产量的空间十分有限；加上人口的增加，粮食尤为重要。其中，由于农户分散存储，农民储量不当，导致储量虫害霉变，造成粮食损失巨大。正确的储粮应严格控制其温度，因为，温度高促进粮食的新陈代谢，产生水酒精等，促进粮食发芽；温度过低，温度偏低，则粮食表面水分增高，粮食的湿度到一定上限则会霉变变质。因此，储粮温度应控制在一定范围内。大型粮仓有相应的既稳定又精确地粮情智能测控管理系统，该系统复杂且昂贵，而对于小型粮仓来说大材小用；小型的便携式测温仪也只能单点测温且功能单一，不适合小型粮仓的测温工作。小型粮仓的测温处于中间态，“高不成低不就”。这便迫使设计出一种实用性强，性价比高且功能多样的智能型小型粮仓测温仪。这样才能更有效的实现精确农业，真正服务于“三农”。因此，该设计具有一定的研究意义和使用价值。1.2本文研究内容本文提出一种基于单片机系统的小型粮仓测温仪，可测量1路温度数据、报警功能等。系统以AT89C51单片机为主控器，通过扩展A/D接口，键盘输入，数据处理，数据显示以及系统报警等相关设备实现多路数据采集和监测的原理与结构。本文在阐述测温背景及单片机系统介绍的基础上，详细介绍了测温仪的硬件设计和软件设计的过程。其中，硬件电路设计是以AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器为核心器件，由1路测温电路、LCD显示电路、时钟电路、报警电路、PC接口电路、键盘电路等设计组成的。软件设计则采用模块化编程方法，本科生课程设计（论文）2使得程序易于调试和维护，并利用KEIL软件进行C语言编程，实现数据处理、LCD显示、键盘扫描、报警等功能，并用PROTEL99软件画整机电路图。本科生课程设计（论文）3第2章CPU最小系统设计2.1粮仓温度检测仪设计总体设计方案测温仪有共同的特点：检测方便、测量点少、功能简单等。若采用一般的模拟温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到微处理器处理，电路复杂并且精确度不高。而随着元件的发展，我们足以能够实现精简电路、丰富功能的设计思想。针对于小型粮仓测温仪设计，关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。选择何种传感器，选择何种主控单元，选择何种实现方法，这对整个设计都起到至关重要的作用。电子式互感器电子式互感器采集器采集器合并单元智能终端过程层交换机....图2.1过程层原理框图表1.1变电站情况项目名称本期规模变压器2台35kV进线2回10kV出线6回10kV电容器组2台电气主接线35kV外桥接线10kV单母分段接线本科生课程设计（论文）42.2CPU的选择根据设计内容，本设计选择AT89C51。硬件的核心选用Atmel公司产生的AT89C51单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的8位微控处理器，具有8K在系统可编程FLASH存储器，采用的工艺是Atmel允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器；P0口控制引脚，P3口为温度监测引脚2.3数据存储器扩展AT89C51与存储器芯片6116的扩展本科生课程设计（论文）5D01D12D23D34D45D56D67D78Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712STB118282A71A62A53A44A35A26A17A08I/O09I/O110I/O211I/O312I