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1、南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）开题报告题目 ： 基于单片机的粮库温湿度监控系统设计专业：自动化（数控技术）班 级：k 数控 082 学 号：240081425 学生姓名：唐 浩指导教师：邵祥兵2012年 3月本科毕业设计(论文 )开题报告学生姓名唐浩学 号240081425 专 业数控指导教师邵祥兵职 称实验师所在院系自动化学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称基于单片机的粮库温湿度监控系统设计毕业设计的内容和意义课题背景 ：本毕业设计是基于单片机的粮库温湿度监控系统设计，要求能够自动监控粮库的温度、湿度状况，并将检测到的数据显示到LED显示屏上，便于监控。课题内容 ：要求监
2、控单元能够对环境的温度、湿度状况进行实时监测并把监测到的数据通过 A/D 转换显示到LED显示屏上。按键控制便于处理粮库温湿度异常，设计中采用温湿度传感器STH10 、ADC0809 A/D 转换等。毕业设计内容：一、总体方案设计二、硬件系统设计1.STH10测量粮库环境的温度湿度设计2.A/D 转换电路3.主控制器4.数码显示电路5.蜂鸣器电路三、软件系统设计1.主程序和中断程序的设计2.数据存储模块3.LED显示程序设计4.温度湿度传感器驱动程序的设计在程序的编写上，因C 语言本身具有简洁紧凑、灵活方便语法限制不太严格，程序设计自由度大，适用范围大，可移植性好等诸多优点可考虑选用 C 语言
3、作为编程语言。文献综述1. 单片机及温湿度传感器的发展单片机诞生于 20 世纪 70 年代末，经历了 SCM、MCU、SOC 三大阶段。 （1）SCM 即单片微型计算机（ Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。（2）MCU 即微控制器（ Micro Controller Unit ）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。（3）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU 阶段发展
4、的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC 化趋势。随着微电子技术、 IC 设计、EDA 工具的发展，基于 SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。5温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。从17 世纪 初人们开始利用温度进行测量。温度传感器有四种主要类型：热电偶、 热敏电阻、 电阻温度检测器( RTD) 和 IC 温度传感器 。IC 温度 传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 接触式温度传感器的 检测 部分与 被测对 象有良 好的 接触， 又称温 度计。温度计通过传导或对流达
5、到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。122.ADC0809 A/D转换器ADC0809 是采样 分辨率为8 位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8 通道多路开
6、关，它可以根据地址码锁存 译码后 的信 号，只 选通8 路 模拟 输入信 号中 的一个 进行A/D 转换。 ADC0809 的工作过程是：首先输入 3 位地址，并使ALE=1 ，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通 8 路模拟输入之一到比较器。 START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D 转换，之后 EOC 输出信 号变低， 指示转换正在进行。直到 A/D 转换完 成， EOC 变为高电平，指示 A/D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE 输入高电平时， 输出三态门打开，转换结果的 数字量输出到数据总线上。343. AT89S52 简介主要性能 :
7、与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作： 0Hz 33Hz 、 三级加密程序存储器、 32 个可编程 I/O口线 、三个 16位定时器 / 计数器、八个中断源、全双工 UART 串行通道、 低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。7功能特性描述 : AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8 位微控制器，具有8K在系统可编程 Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器
8、。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k 字节Flash，256字节RAM ， 32 位I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位 定时器/ 计数器，一个 6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至 0Hz 静态逻 辑操作，支持 2种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 / 计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切
9、工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。64. 研究意义人类的生存和社会活动与温湿度密切相关。随着现代化的实现，很难找出一个与温湿度无关的领域来。科技的迅速发展使对温湿度的要求逐渐提高。食品行业：对于食品存储来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题。档案管理：纸制品对于温湿度极为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限。温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长，甚至会死亡。动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。所以说温湿度监
10、控有重大意义，并且应用广泛，不单单只是粮库需要使用。89参考文献：1 张培仁 , 孙占辉 , 张欣等 . 基于 C语言编程 MCS-51单片机原理与应用. 北京：清华大学出版社 ,2002 2 房小翠 , 王金凤 . 单片机实用系统设计技术. 北京：国防工业出版社,1999 3 李昌禧 . 智能仪表原理与设计 . 北京：化学工业出版社,2004 4 南建辉 , 熊鸣, 王军茹 .MCS-51单片机原理及应用实例 . 北京：清华大学出版社 ,2003 5 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术 . 北京航空航天大学出版社,1998 6 凌玉华，刘连浩等，单片机原理及应用系统设计，中南大学出版社
11、，2006 7 付家丁，单片机控制工程实践技术，化学工业出版社，2004 8 汤庆, 基于单片机的粮库温度监控系统设计D. 大连海事大 学,2004 9 曾伟一 , 国家粮库粮情监控系统的设计及实现D. 四川大学；2004 10 吴春雷 , 粮库温湿度智能检测系统的研究D. 河北工业大学； 2006 研究内容1 要研究解决的问题如何测量温度 ; 如何实现将所得的温度送显；如何实现将所测温度与设置温度对比；当所测温度超过预置温度时怎么样产生报警。2 采用手段2.1 （一）温湿度测量部分温湿度测量在本监测器中起到一个非常关键的作用, 拟定选用集成温湿度传感器 SHT10测量室温。该温湿度传感器的工
12、作温度范围是-40摄氏度 123摄氏度 , 响应时间为 5秒（min） 。（二） A/D转换电路拟定采用 ADC0809 A/D转换器，采样分辨率为 8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D 转换。（三）主控制器温湿度传感器温湿度传感器温湿度传感器单片机按键LED 显示蜂鸣器报警A/D 转换器拟定在该监测器中用 AT89S52单片机作为主控制器 , 完成数据的存储与对比判断。（四）数码显示电路用4 位LED 实时显示系统温度。（五）蜂鸣器电路利用高分贝蜂鸣器提供温度超过设定温度时的报警。2.
13、2 软件设计在程序的编写上，因 C 语言本身具有简洁紧凑、灵活方便语法限制不太严格，程序设计自由度大，适用范围大，可移植性好等诸多优点可考虑选用 C 语言作为编程语言。（一）温度测量模块此次拟选用 SHT10 温度传感器，要实现多路测量，单片机要对众多在线的某一个温湿度传感器操作时, 首先要发出匹配命令 , 紧接着单片机提供位序列 , 然后针对某个具体读出其温湿度值。（二） A/D转换模块选 用 ADC0809 作为 A/D 转换器 ，首先输入3 位地址 ，并使ALE =1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8 路模拟输入之一到比较器。 START 上升沿将逐次逼近寄存器复位。 下降沿启
14、动 A/D 转换 ，之后 EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。直到 A/D 转换完 成， EOC 变为高电平，指示 A/D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE 输入高电平 时 ，输 出三态 门打开 ，转换 结果 的数字 量输出 到数据 总线上。（三）数据存储模块接收并存储经过 AD 转换后传输过来的温湿度，然后将接收的温湿度与预置温湿度比较，判断当前温度是否超过预置温湿度，若超过则发出报警。（四）按键、显示模块该设计中按键总共需要 4个, 初步拟定将其接成 22的矩阵式键盘。没有键按下时 , 读入行全部为高电平 , 每当有按键按下时 , 逐列置低电平检测读入行的
15、数据, 根据低电位的行列信息就可对应的找出键位。读入按键信号后 , 对应改变相应的特征变量的值改变应进行的操作 , 四个按键功能有循环显示三个温度传感器所测得的温度、显示温度传感器 2的温度、显示温度传感器3的温度和复位。研究计划第一周熟悉课题，查找相关资料第二周查找相关资料，熟悉STC系列单片机第三周查找相关资料，撰写开题报告第四周查找相关资料，撰写开题报告第五周硬件电路设计第六周硬件电路设计，画图第七周硬件电路设计，画图第八周应用软件设计，调试第九周应用软件设计，调试第十周应用软件设计，调试第十一周应用软件，硬件联调第十二周应用软件，硬件联调第十三周应用软件，硬件联调第十四周撰写毕业设计论文第十五周撰写毕业设计论文第十六周撰写毕业设计论文，准备毕业答辩特色与创新本系统基于CAN 总线技术，利用了该技术特别适合应用于实际现场监测和控制系统的优点。其技术开放性使得我们能以较低的代价，掌握国外的成熟技术。随着通信技术以及Internet 的发展，基于CAN 总线的粮仓监控系统可以与更高层网络实现互联，从而在 Internet 上实现信息的共享，实现粮仓监控系统的远程检测、远程控制，为实现粮仓监控系统真正的自动化、智能化、网络化更进一步。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室意见主任签名：年月日院系意见分管领导签名：年月日
