粮库圈围式温度单片机监控装置设计毕业设计.doc

粮库圈围式温度单片机监控装置设计 目 录 设计总说明 I introduction II 第1章 绪论 4 第2章 总体方案设计 5 2.1 总体方案选择 5 2.2 总体设计流程 6 2.2.1 总体设计方框图 6 2.2.2 电阻-频率-温度转换流程 6 2.2.3 总体方案性能指标 6 第3章 硬件设计 7 3.1 单片机电路设计 7 3.2 测温电路设计 11 3.2.1 555 时基集成电路 12 3.2.2 热敏电阻串联回路 14 3.3 多路选择电路设计 15 3.4 温度报警电路设计 17 3.4.1 LM386 元件简介 18 3.5 显示电路设计 19 3.5.1 LED显示器结构原理 20 3.5.2 LED显示器显示方式 21 3.5.3 LED显示方式选择 21 3.6 串行口通信电路设计 22 3.6.1串口通讯 22 3.6.2串口通信接口电路设计 24 3.7 排气扇电路设计 26 3.8 电源电路设计 26 第4章 软件设计 28 4.1 整体程序的设计分析 28 4.2 主程序模块 28 4.3 温度查询、显示程序模块 33 4.4 低温处理程序模块 53 4.5 高温处理程序模块 53 4.6串口通信程序模块 54 4.7 报警程序模块 55 4.8 延时子程序模块 57 第5章 相关实验 58 结束语 64 鸣 谢 65 参考文献 66 附录1 电路图1 67 附录2 电路图2 68 附录3 元件清单 69 设计总说明 粮食产业是安定天下的产业，粮食的收购、储藏是关系国计民生的大事。过去，由于检测手段不完善，我国每年有数十亿斤的粮食在储藏、运输过程中霉烂变质，造成巨额损失。导致粮食变坏的主要原因是粮食的水分含量过高。水分过高必然引起粮食霉变、生虫和其它生化变化，致使粮食温度升高。因此，温度、水分是安全储粮的重要依据，其准确、自动检测对于粮食的安全储藏具有重大意义。 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们的生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，然而目前大多测温电路，都是运用数字传感器的单点测量，本设计介绍一种基于单片机控制的，利用单片机的计算和查表功能对热敏电阻温度非线性特性进行线性化处理，可以消除硬件参数随温度变化而引起的测量误差，且成本相对便宜，利于维护。 本设计的研究之初，存在着两种方案：一是以温度传感器作为媒介，温度传感器的电流输出信号经I／V变换电路变换成伏级的电压信号， 因而无需对信号进行中间放大，可直接将此电压信号送人A／D转换器进行转换，这样一方面简化了系统设计，另一方面又避免了小信号传送易受干扰的缺点。二是以热敏电阻作为测温传感器，利用频率、阻值与温度的关系，先用公式计算出任意温度值所对应的频率段，再经由所测频率值查找正确的温度。 本设计导师刘丹老师认为以热敏电阻作为测温媒介不仅经济价值实在，便于大规模运用，同时硬件电路较为简单，固有电阻大，无需误差补偿，造价低、经济效益好，测量精度高，具有极高的实际生活价值，最重要的是目前测温设计电路主要是以温度传感器与AD转换为主，该技术已趋于成熟，不具备多大的设计价值，所以刘丹老师要求本设计采用的是热敏电阻测温方式。 本设计设计标准是：热敏电阻串联分布测温范围0温度误差± 1.0℃，温度显示同时显示555时基电路的电阻-频率特性，以十分简单的电路得到高精度的温度测量效果。本设计的创新点是：本测量系统的设计巧妙地将热敏电阻的温度-电阻变化应用于555时基电路，不需要单片机的A/D 转换，而是直接采用频率采样法，简化了电路，又提高了测量的精度。由于热敏电阻的灵敏度高，电阻值大，热敏电阻可以直接使用普通导线，测量距离达200 米左右，这是其他传感器难以实现的；由于只用四个555 时基电路，使集成电路的离散性影响降到最低，并且大大降低了硬件的成本。 关键词：热敏电阻；单片机；粮Food industry are the industry maintaining social stability. The purchase and the preserve of grain are related to the national economy and the peoples livelihood. In the past, because the examination method was imperfect, our country had lost many grain every year. The main reason causing grain bad is the excessively high moisture. The excessively high moisture con