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1、 毕业设计论文-基于AT89C51单片机的粮仓温度控制系统系 别自动化工程系专 业测控技术与仪器班 级姓 名指导教师2009年5 月 5 日 东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第IV页基于单片机的粮仓温度控制系统摘 要随着单片机技术的飞速发展，单片机在各个领域得到了广泛的应用。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。粮库一般较大，测量点会很多。粮仓温度测量方法以及相应的智能控制一直是粮食保存的一个重要问题。该系统是以AT89C51单片机和DS18B20数值温度传感器为核心组成的粮仓温度控制系统。该系统利用AT89C51单片机采
2、集了各个温度点的温度，实现温度显示、报警等功能。它以AT89C51单片机为主控制芯片，采用数字温度传感器DS18B20实现多路温度的检测，利用LCD1602液晶显示器形象直观的显示测出的温度值。本文在确定法设计方案基础上，着重论述了系统的软硬件设计，并且描述了系统电路设计、硬件设计框图及所使用各种芯片功能和特性。通过PROTEUS软件和KEIL C仿真出了该系统。关键词：单片机 DS18B20 液晶显示 键盘 报警Temperature Control System Of The Granary Based On Single-chip Author：Mu Xiqing Tutor：Fan L
3、inaAbstractAlong with the single chip microcomputer technology rapid development, the microcontroller obtained the widespread application in each domain. The grain is the human survival essential item，the temperature is the precondition of preserving the grain well, storing up the massive grain play
4、s a crucial role in the development of the stable national economy. Provision room is generally big, so there will be a lot of measurement points. Grain temperature measurement method and the corresponding intelligent control of food preservation has been an important issue.The system is based on AT
5、89C51 single-chip and numerical temperature sensor DS18B20, which composite the core temperature control system. This system has gathered each temperature using AT89C51 monolithic integrated circuit, which realizes functions temperature display and alarm functions and so on. It takes AT89C51 monolit
6、hic integrated circuit as main control chip, which uses digit temperature sensor DS18B20 to realize the multi-channel temperature detections. Temperature value which determines is displayed using the LCD1602 liquid-crystal in direct-viewing demonstration. This article focuses on systems software and
7、 hardware design emphatically on the foundation of determining the design of the program. It describes the system circuit design, the hardware design diagram as well as the function and the characteristic of the chip which is used in the system. This system is simulated through the PROTEUS and KEIL
8、C software.Key Words: Single-chip Microcomputer DS18B20 Liquid-crystal display Keyboard Warning 目录一 绪论11.1背景11.2设计的目的和意义11.3相关领域国内外技术和发展趋势2二 系统方案设计42.1方案设计43.2方案论证5三 温度传感器63.1温度传感器的选型63.1.1传感器的选择原则63.1.2温度传感器的选择63.2 温度上、下限值的设定原理7四 系统硬件设计84.1系统工作原理综述84.2 DS1820与单片机接口电路94.2.1单片机89C51为本系统的核心104.2.2中央处理
9、器AT89C51简介134.3 DS18B20简介及测温电路设计164.3.1 DS18B20 的性能特点174.3.2 DS18B20的外形和内部结构174.3.3高速暂存存储器214.3.4 DS18B20单总线(1一Wire)的基本原理224.4液晶显示电路294.4.1 LCD1602主要技术参数294.4.2 LCD1602的引脚说明304.4.3控制指令说明304.5按键电路314.6报警电路33五 软件功能及框图345.1主程序345.2 读出温度子程序345.3 温度转换命令子程序345.4 计算温度子程序345.5显示数据刷新程序子程序345.6按键处理子程序34六 单片机的
10、抗干扰问题406.1干扰因素406.2硬件抗干扰措施406.2.1合理选择元器件406.2.2电源干扰的抑制406.2.3电场、磁场干扰的抑制406.2.4接地技术406.2.5通道技术416.2.6布线抗干扰设计426.3软件抗干扰措施436.3.1数字滤波器436.3.2软件冗余436.3.3设置软件陷阱436.3.4重要指令冗余436.3.5“看门狗”技术43结论45参考资料46致谢47附录1 仿真原理图48附录2 程序代码49附录3 英文文献67 东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第83页一 绪论1.1背景“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的
11、重要性。从理论上讲国家掌握的粮食越多越好，但从现代经济学的角度看，国家只要能控制住一定数量的可以灵活支配、质量良好的粮食，既可达到“备战备荒”、宏观调控的目的，又可节省资金用于发展经济。一般来说：粮食存放在粮仓中，大型的粮仓可存放数以万计的粮食。而且这些粮食存放的时间有长有短。为了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓内的温度保持在一定的范围以内。为了达到以上的要求，必不可少的就是既稳定又精确的粮情智能测控管理系统。粮情智能测控系统是通过计算机检测粮食储备库中粮食的基本温度情况，并结合其他粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气状况等）进行综合分析。利用微机技术对粮仓进行监控，用户可方
12、便地构造自己需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不需要深入现场，就可查看历史数据，优化现场作业，提高生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化。本文只阐述粮情温度检测，以下所说粮情仅指温度。但涉及到的一些方法也适合其他粮情检测情况。在综合研究国内粮库管理现状和发展的前提下，吸收了国内多种粮库粮情温度测控系统的成功经验后，我们设计了自己的粮情温度智能测控系统。该系统具有可靠性和高性价比，而且操作维修简便，具有检测、数显、分析等诸多功能。1.2设计的目的和意义科学储粮是粮食生产的一个重要环节，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大
13、浪费。粮库管理中最重要的问题是监测粮堆中的温度变化。粮库一般由几十个甚至上百个由水泥或钢板构成的圆型仓组成，仓高20一30m。现在，我国在粮仓建设上己实现规范化，但是监测手段一直未能实现同步现代化。我国许多储备粮库每年都因测控设备的不完善而导致部分粮食霉变，许多大型储备粮库的测控设备仍需高价进口，因此国家准备在未来的几年内对全国所有的粮库进行翻新和改造工作，要求规范粮库管理，实现粮库管理现代化。影响储粮安全的最主要因素是粮堆内的温度，这就要求能有一种有效的、低成本的仪表来实现监测控制功能，使得管理人员能够方便有效地进行监控操作。如果用单片机作为前沿机对现场进行数据采集，通过对采集的数据进行分析
14、（温度设定，实时温度显示，报警电路）然后通过单片机串行口控制电机启停进行温度控制。利用单片机技术对粮仓进行检控，用户可以方便地够造自己所需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不进入现场就可以按照所需的温度要求对粮仓内的温度情况进行控制，提高了生产效率，增强了粮仓内存储安全，获得了粮仓的实时管理，实现自动化，智能化。微机测量是微机设计的第一步，是微机测量技术的现场部分，即测量粮仓中的温度，并使用单片机对测量的数据进行处理并对粮仓内的温度进行控制。1.3相关领域国内外技术和发展趋势粮情检测技术是科学保粮的关键技术之一。随着电子技术、计算机应用技术的进步和发展，计算机的应用范围日益扩大，计算机被应用于粮情监控系统。初期，以铜电阻，热敏电阻作为传感器件，通过检测电阻的变化来反映粮食温度的变化，为粮食保管提供参考依据。但此工作靠人工测量，效率低，准确性差。在粮食部门各级领导的关怀和粮食行业科技主管部门的大力支持下，在粮食行业内、外广大科技工作者近30年的共同努力下，粮情检测技术不断完善、提高、并日趋成熟，逐步形成了样式繁多的粮情检测系统，为安全、科学储粮起到了积
