辽 宁 工 业 大 学 单片机及接口技术 课程
设计
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（论文） 题目： 粮仓温度监测仪 院（系）： 电气工程学院 专业班级：电气064 学 号：060303 学生姓名： 魏向超 指导教师： 任国臣 教师职称： 教授 起止时间：09-06-22至09-07-03 课程设计（论文）任务及评语 院（系）电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号 060303 学生姓名 魏向超 专业班级 电气064 课程设计（论文）题目 粮仓温度检测仪 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，需要时将设备与热敏电阻对接，检测并显示粮食温度，当温度超限时及时发出声光报警信号。监测仪由9V电池供电。 要求及主要内容： 硬件电路设计： 1. CPU最小系统设计（包括CPU选择，晶振电路，复位电路） 2. 传感器接口电路设计 3. 显示电路及电源电路设计 软件设计：1.编程程序流程图2.程序清单编写 要求： 1、根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并用计算机绘制出电路原理图以及程序流程图。 2、认真独立完成所规定的设计内容(4000字左右)，严禁相互抄袭； 3、按电气工程学院规定的书写
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，撰写、打印设计说明书一份。 指导教师评语及成绩 平时成绩： 论文质量： 答 辩： 总成绩 ： 指导教师签字： 年 月 日 目 录 TOC \o "1-2" \h \z 第1章 粮仓温度测试仪的整体
设计方案
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4 第2章 粮仓温度测试仪的硬件设计 4 2.1温度检测及A/D转换电路设计 4 2.2数据输出及显示电路设计 4 2.3声光报警电路的设计 5 2.4电源电路的设计 5 2.5 CPU最小系统设计 5 第3章 粮仓温度测试仪的软件设计 6 3.1系统软件功能说明 6 3.4系统程序流程图 6 第4章 课程设计总结 7 参考文献 8 第1章 粮仓温度测试仪的整体设计
方案
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1.1 粮仓温度测试仪的实际应用意义 由于粮食的储存需要适宜的温度，当温度超过25℃时就会对粮食的存储产生严重的影响，因此对粮食进行定期的温度监测是非常重要的。国内的大型粮库温度监控系统通常采用热敏电阻或PN结为温度传感器，采用通用的INTEL的单片机为控制芯片进行分级控制。，厂家可通过每若干电缆（2～3根）组成一级分线器，再若干分线器组成一级分机，再若干分机组成总机的三级结构（每个分机，分线器所能容纳的子结构取决于单片机的I/O口的数目）。再利用微机系统来实现信息的实时监控。但是由于缆线及微机系统的引入，增加了粮库的一次性投入，对于中小型粮库来说性价比不是很高，因此中小型粮库经常采用工作人员定期寻常的方式来实现对粮库状况的监测，此时就需要一种便携式的手持设备来实现对粮库状况的监测，来减少一次性投入，而且手持设备应用起来方便快捷，实用性很好是不错的选择。 1.2 设计要求 要求该检测仪为手持式设备，粮仓内预先埋设热敏电阻，需要时将设备与热敏电阻对接，检测并显示粮食温度，当温度超限（规定超过25℃时）能够及时发出声光报警信号。监测仪由9V电池供电。 1.3 设计方案的比较 设计方案的主要区别，在于热敏电阻信号的采集及变换环节与温度信息的显示环节以下提出两种方案进行比较： 方案一：对热敏电阻信号的采集采用阻频转换的方法，将热敏电阻接于自激多谐振荡器的输入电阻R2位置（如图1.1），利用热敏电阻受热后阻值发生变化的特性 来产生不同频率的震旦波形，再利用计数器和单片机利用软件实现技术值与温度值的转换再利用显示电路实现显示与输出.该方法的计算过程及软件编程过程比较复杂实现起来比较困难。故舍之。 方案二：该方案利用热敏电阻的线性化，将温度信号转换成电压信号，再通过ADC0809模数转换器将电压信号转换成二进制数字信号，利用单片机8051间数据信息采集处理，进而输出十进制数字信号显示和声光报警信号。电压源采用LM2576芯片将+9V电压转换成+5V电压.最小系统由晶振和复位电路及8051实现。 1.4 总体设计方案 这里采用方案二，系统框图如图1.2。 图1.2 粮仓温度监测仪设计框图 第2章 粮仓温度测试仪的硬件设计 2.1温度检测及A/D转换电路设计 温度检测及A/D转换电路的电路图如图2.1所示。 图2.1右侧为热敏电阻接入端，这里选用热敏电阻MF58作为测量电阻，其温度与阻值对应关系如
表
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2.1所示。 T（℃） 10 15 20 25 30 35 40 45 50 R（KΩ） 18.66 15.05 12.23 10.00 8.23 6.80 5.65 4.72 3.96 由于热敏电阻的阻值变化与温度的变化率不成线性关系，但是在0～50℃之间非线性误差一般会控制在0.1℃以下，另外可以通过对热敏电阻并联或串联电阻的方法实现热敏电阻的线性化，这里就通过与热敏电阻串联电阻R8来实现线性化的，为了提高精度同时采用以25℃为界分段线性化地方法. 图2.1 温度检测及A/D转换电路
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