计算机控制技术课程设计---基于单片机的粮仓温度控制系设计.doc

课程设计名称 目录 1 引言 1.1 背景 粮食的储备是关系到国家危亡、百姓生活的大事，粮食只有在一定的环境条件下才能长期存放，保证不发芽不变质，保持粮食的新鲜品质，延缓粮食品质的劣变，减少的损失，所以对于贮存粮食的粮仓，除了在结构形式上有许多要求外，在温度上有较高的要求。一般来说，对于不同的地区，不同的贮存物，粮仓分常温仓、准低温仓和低温仓。准低温仓的温度要求为15℃＜t＜20℃，低温仓的要求为t＜15℃。 目前，在我国的北方地区，粮仓主要利用机械通风设备进行粮仓内、外空气的交换来达到降低仓内温度，实现粮食的低温保存。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由仓管人员定时查看仓内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样仓管人员的劳动强度大，可靠性差，而且管理人员多，管理成本高。为此，的温度，DS18B20内部的A/D转换器转换后，送入单片机AT89S51，并通过执行机构控制粮仓内的温度 1.2 系统功能 DS18B20，能够对粮仓内的温度，DS18B20内部的A/D转换器转换后，送入单片机AT89S51，并通过执行机构控制粮仓内的温度当采集的温度经处理后超过规定温度上限时，单片机通输出控制信号，使继电器开启降温设备 ( ) ，使粮仓内的温度下降到给定值范围内；当采集的温度经处理后低于设定温度下限时，单片机输出控制信号使继电器开启升温设备 ( )，使粮仓内的温度上升到给定值范围内。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。2 总体方案设计 2.1计算机2.1.1 PLC 早期处理顺序逻辑和开关信息量问题时一般采用继电器电路来实现。但当信号较多、逻辑复杂时，使用继电器数量很大，造成线路设计和调试都相当困难，可靠性也差。随着PLC的出现，他逐渐取代了继电器电路，随着计算机的发展和渗透，PLC技术也在不断提高和完善，有以下优点：。但是当前在国内PLC的价格比较高，也在一部分程度上阻碍了它的发展。PLC，因此，PLC不会选。 2.1.2 工业PC 对于一个任务不算小的系统设计来说，工业PC是首选。它是专门考虑了生产现场环境条件差及各种干扰大而设计的，可以长期可靠运行，可靠性和可维护性都可达到要求。另外，除了有多种模块的主机系统板外看，还配备有多种接口板，如多路模拟量输入/输出板、开关量输入输出板、图形板，以及扩展用的RS-232C、RS-422、RS-485、总线接口板和EPROM编程板等。总之，可扩充性不成问题。此外，模拟量输入输出、开关量输入输出的接口很多，并有大量的软件支持，如汇编、高级语言和中文等。PC体积较大，重量大，同样也不适用于计算机控制课程设计。 2.1.3 单片机 现今的单片机正向着提高工业环境下控制系统的可靠性和灵活方便地构成应用系统界面的方向发展，并且控制功能越来越丰富。在CPU芯片上，除嵌入RAM、ROM、和IO外，还有A/D、D/A、PWM、DMA、看门狗、串行接口和定时器/计数器等，另外还有显示驱动、键盘控制、比较器和函数发生器等，能构成功能强大的应用系统。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。特别是它体积小，集成度高。性能稳定，可靠性高。有较高的性价比。他越来越得到人们的信赖。 通过比较论证，从经济因素等考虑，选用单片机AT89S51作为粮仓通风系统设计的控制器DS18B20等其它器件就可以实现对粮仓温度的控制，使其维持在设定范围内，从而实现对温度的控制。 2.2 系统组成框图及工作原理 系统的组成框图如图所示。它有以下几部分组成。（1）键盘用于设置参数，设置给定。（2）传感，分别放于环境现场，对环境的温测量。（3）变换电路将传感器检测到的模拟信号转换成标准模拟信号，并将其送到A/D转换芯片；或者将单片机的输出信号经过变换控制继电器的动作。（4）A/D转换电路，将标准模拟信号转换成数字信号，送入计算机。（5）计算机AT8951对数据进行计算和处理，并让其显示。（6）串并转换将串口输出转换成并口形式，便于与LED连接。（7）对计算机处理的结果进行直观的显示，便于我们进行直观的了解当前情况。（8）继电器用于开启和停止设备，对结果直接产生影响图1 系统框图2.2.2 系统工作原理温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度，单片机 AT89S51 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 () ，当采集的温度经处理后低于