計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)的糧倉(cāng)溫度控制系設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)名稱：基于單片機(jī)的糧倉(cāng)溫度控制系設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　糧食的儲(chǔ)備是關(guān)系到國(guó)家危亡、百姓生活的大

2、事，糧食只有在一定的環(huán)境條件下才能長(zhǎng)期存放，才能保證不發(fā)芽不變質(zhì)，保持糧食的新鮮品質(zhì)，延緩糧食品質(zhì)的劣變，減少經(jīng)濟(jì)和數(shù)量上的損失，所以對(duì)于貯存糧食的糧倉(cāng)，除了在結(jié)構(gòu)形式上有許多要求外，在溫度控制上有著較高的要求。一般來(lái)說，對(duì)于不同的地區(qū)，不同的貯存物，糧倉(cāng)分常溫倉(cāng)、準(zhǔn)低溫倉(cāng)和低溫倉(cāng)。準(zhǔn)低溫倉(cāng)的溫度要求為15℃＜t＜20℃，低溫倉(cāng)的要求為t＜15℃。</p><p>　　目前，在我國(guó)的北方地區(qū)，糧倉(cāng)主要利用機(jī)械通風(fēng)

3、設(shè)備進(jìn)行糧倉(cāng)內(nèi)、外空氣的交換來(lái)達(dá)到降低倉(cāng)內(nèi)溫度，用來(lái)實(shí)現(xiàn)糧食的低溫保存。以前通風(fēng)設(shè)備的開啟和關(guān)停，均是由人手動(dòng)控制的，即由倉(cāng)管人員定時(shí)查看倉(cāng)內(nèi)外的溫度、濕度情況，按要求開關(guān)通風(fēng)設(shè)備，這樣倉(cāng)管人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，可靠性差，而且管理人員多，管理成本高，造成很多不必要的浪費(fèi)。另外，辦事效率也不高，不能做到實(shí)時(shí)控制。尤其是在遇到惡劣天氣或其他情況時(shí)，將不能得到有效、及時(shí)的控制。為此，我想到了基于單片機(jī)的糧倉(cāng)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，單片機(jī)能夠?qū)Z倉(cāng)內(nèi)的溫

4、度進(jìn)行多點(diǎn)采集，然后將采集的數(shù)據(jù)通過DS18B20內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)AT89S51，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制糧倉(cāng)內(nèi)的溫度保持在控制要求范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。</p><p><b>　　1.2 系統(tǒng)功能</b></p><p>　　通過在糧倉(cāng)內(nèi)放置多個(gè)溫度傳感器DS18B20，能夠?qū)Z倉(cāng)內(nèi)的溫度進(jìn)行多點(diǎn)采集，然后將采集的數(shù)據(jù)通過DS18B20內(nèi)部

5、的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)AT89S51，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制糧倉(cāng)內(nèi)的溫度保持在控制要求范圍內(nèi)。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時(shí)，單片機(jī)通輸出控制信號(hào)，使繼電器開啟降溫設(shè)備 ( 壓縮制冷設(shè)備 ) ，使糧倉(cāng)內(nèi)的溫度下降到給定值范圍內(nèi)；當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時(shí)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，使繼電器開啟升溫設(shè)備 ( 加熱器)，使糧倉(cāng)內(nèi)的溫度上升到給定值范圍內(nèi)。當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感器

6、出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將糧倉(cāng)環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度范圍內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1計(jì)算機(jī)的選擇</b></p><p>　　2.1.1 PLC</p><p>　　早

7、期處理順序邏輯和開關(guān)信息量問題時(shí)一般采用繼電器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)信號(hào)較多、邏輯復(fù)雜時(shí)，使用繼電器數(shù)量很大，造成線路設(shè)計(jì)和調(diào)試都相當(dāng)困難，可靠性也差。隨著PLC的出現(xiàn)，他逐漸取代了繼電器電路，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和滲透，PLC技術(shù)也在不斷提高和完善，有以下優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；編程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)；功能強(qiáng)大，易于掌握等。但是當(dāng)前在國(guó)內(nèi)PLC的價(jià)格比較高，也在一部分程度上阻礙了它的發(fā)展。我們這次計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)用不到PLC，因此，PLC不

8、會(huì)選。</p><p>　　2.1.2 工業(yè)PC</p><p>　　對(duì)于一個(gè)任務(wù)不算小的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說，工業(yè)PC是首選。它是專門考慮了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差及各種干擾大而設(shè)計(jì)的，可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，可靠性和可維護(hù)性都可達(dá)到要求。另外，除了有多種模塊的主機(jī)系統(tǒng)板外看，還配備有多種接口板，如多路模擬量輸入/輸出板、開關(guān)量輸入輸出板、圖形板，以及擴(kuò)展用的RS-232C、RS-422、RS-485、

9、總線接口板和EPROM編程板等?？傊蓴U(kuò)充性不成問題。此外，模擬量輸入輸出、開關(guān)量輸入輸出的接口很多，并有大量的軟件支持，如匯編、高級(jí)語(yǔ)言和中文等。但是，工業(yè)PC體積較大，重量大，同樣也不適用于計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.1.3 單片機(jī)</p><p>　　現(xiàn)今的單片機(jī)正向著提高工業(yè)環(huán)境下控制系統(tǒng)的可靠性和靈活方便地構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)界面的方向發(fā)展，并且控制功能越來(lái)越豐富。

10、在CPU芯片上，除嵌入RAM、ROM、和IO外，還有A/D、D/A、PWM、DMA、看門狗、串行接口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，另外還有顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤控制、比較器和函數(shù)發(fā)生器等，能構(gòu)成功能強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)比專用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。特別是它體積小，集成度高。性能穩(wěn)定，可靠性高，抗干擾能力較強(qiáng)。有較高的性價(jià)比。他越來(lái)越得到人們的信賴。 </p><p>　　通過比較論證，從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的

11、因素，以及我們本次做課程設(shè)計(jì)的需要等因素考慮，選用單片機(jī)AT89S51作為糧倉(cāng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制器，再結(jié)合溫度傳感器DS18B20等其它器件就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)糧倉(cāng)溫度的控制，使其維持在設(shè)定范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)組成框圖及工作原理</p><p>　　2.2.1 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　系統(tǒng)的組成框圖如圖2.1所示。它有以

12、下幾部分組成。（1）鍵盤用于設(shè)置參數(shù)，設(shè)置糧倉(cāng)內(nèi)的溫度給定值。（2）傳感器：使用多個(gè)溫度傳感器，分別放于糧倉(cāng)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)糧倉(cāng)內(nèi)環(huán)境的溫度進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，以便更好的控制。（3）變換電路將溫度傳感器檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，并將其送到溫度傳感器DS18B20內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換芯片；或者將單片機(jī)的輸出信號(hào)經(jīng)過變換控制繼電器的動(dòng)作。（4）A/D轉(zhuǎn)換電路，將標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)。（5）計(jì)算機(jī)AT89S51對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理

13、，并讓其顯示。（6）串并轉(zhuǎn)換將串口輸出轉(zhuǎn)換成并口形式，便于與LED連接，用于顯示溫度，這樣可以更直觀的觀察溫度的變化。（7）對(duì)計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果進(jìn)行直觀的顯示，便于我們進(jìn)行直觀的了解當(dāng)前情況，以便采取措施進(jìn)行控制。（8）繼電器用于開啟和停止升降溫設(shè)備，當(dāng)糧倉(cāng)內(nèi)的溫度在給定范圍以外時(shí)，便會(huì)采取措施，對(duì)結(jié)果直接產(chǎn)生影響，進(jìn)而維持糧倉(cāng)內(nèi)的溫度在給定范圍以內(nèi)。</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件框圖如下：<

14、;/b></p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)工作原理</p><p>　　溫度傳感器 DS18B20 從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機(jī) AT89S51 獲取采集的溫度值，經(jīng)處理后得到當(dāng)前環(huán)境中一個(gè)比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對(duì)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過設(shè)定溫

15、度的上限時(shí)，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟降溫設(shè)備 (壓縮制冷器) ，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度的下時(shí) , 單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟升溫設(shè)備 (加熱器) 。 </p><p>　　當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。 </p><p>　　系統(tǒng)

16、中將通過串口通訊連接PC機(jī)存儲(chǔ)溫度變化時(shí)的歷史數(shù)據(jù)，以便觀察整個(gè)溫度的控制過程及監(jiān)控溫度的變化全過程。</p><p>　　系統(tǒng)工作原理框圖如下:</p><p>　　圖2.2系統(tǒng)工作原理框圖</p><p>　　2.3 控制方案的論證和比較</p><p>　　一個(gè)控制系統(tǒng)，應(yīng)按物理可實(shí)現(xiàn)性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過分

17、析控制器和執(zhí)行器的關(guān)系，選用位置式PID控制作為控制系統(tǒng)的控制策略。</p><p>　　控制算法如式2.1:</p><p><b>　　（2.1）</b></p><p>　　式中：Ki：積分系數(shù)、 Kd：微分系數(shù)</p><p><b>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p>&

18、lt;p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)備選型</p><p>　　3.1.1 鍵盤 </p><p>　　在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，通常都有人機(jī)對(duì)話功能，主要包括人對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與參數(shù)設(shè)定，以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果。而人對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與參數(shù)設(shè)定大部分都是通過鍵盤來(lái)完成的。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)選用行列式鍵盤。

19、該鍵盤由行線和列線組成，按鍵設(shè)置在行、列結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)上，行列線分別連在按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接至正電源，以便無(wú)鍵按下時(shí)行線處于高電平狀態(tài)。</p><p>　　3.1.2 溫度傳感器DS18B20</p><p>　　系統(tǒng)選用DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的新型單總線數(shù)字溫度傳感器，供電電壓為3.0~5.5V，測(cè)溫范圍為-55~125℃，

20、可以直接與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行接口。分辨率認(rèn)為12位。讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭朊钪恍枰桓鵌/O端口線，以串行方式與微控制器通信，并進(jìn)行CRC校驗(yàn)。該電路將半導(dǎo)體溫敏元件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等集成在一個(gè)很小的芯片上。一條單總線上可以掛斷若干個(gè)數(shù)字溫度傳感器，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)有一個(gè)唯一的地址編碼。傳感器直接輸出的就是溫度信號(hào)數(shù)字值，使用非常方便。</p><p>　　DS18B20的主特性參數(shù)如下：</p><p

21、>　　1、適用電壓：3~5V</p><p>　　2、9~12位分辨率可調(diào)</p><p>　　3、TO-92、SOIC及CSP封裝可選</p><p>　　4、測(cè)溫范圍：-55℃~125℃</p><p>　　5、精度：-10℃~85℃范圍內(nèi)為±0.5℃</p><p>　　6、無(wú)需外部元件，獨(dú)特的一

22、線接口，電源和信號(hào)復(fù)合在一起</p><p>　　7、每個(gè)芯片唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址，零功耗等待</p><p>　　3.1.3 A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換可以選用ADC0809芯片實(shí)現(xiàn)，ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。但是，如果單獨(dú)使用A

23、/D轉(zhuǎn)換器，由于各方面的干擾，會(huì)使得在應(yīng)用過程中，轉(zhuǎn)換精度不夠，分辨率達(dá)不到要求，造成一定的誤差，從而給糧倉(cāng)的溫度控制帶來(lái)一定的困難。</p><p>　　而采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器，可以使得電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，而且減少了溫度測(cè)量轉(zhuǎn)換時(shí)的精度損失，使得A/D轉(zhuǎn)換更加精確，測(cè)量溫度更加精確。使用集成芯片DS18B20，能夠有效的減小外界的干擾，提高測(cè)量的精度，簡(jiǎn)化電路的結(jié)構(gòu)。因此，本課程設(shè)計(jì)

24、中的A/D轉(zhuǎn)換器使用溫度傳感器DS18B20內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　綜上，在本控制系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換器采用溫度芯片DS18B20內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器。而且，該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，且此元件線形較好。在0—100攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于1攝氏度。該芯片直接向單片機(jī)傳輸數(shù)字信號(hào)，便于單片機(jī)處理及控制。</p><p>　　圖3.1 溫度芯片DS18B

25、20</p><p>　　3.1.4 控制器選擇</p><p>　　在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我選用高性能、低成本的AT89S51單片機(jī)。 AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-

26、51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗

27、（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。</p><p>　　此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　

28、由于系統(tǒng)控制方案簡(jiǎn)單 ,數(shù)據(jù)量也不大 ,考慮到電路的簡(jiǎn)單和成本等因素 ,因此在本設(shè)計(jì)中選用 ATMEL 公司的 AT89S51單片機(jī)作為主控芯片。主控模塊采用單片機(jī)最小系統(tǒng)是由于 AT89S51芯片內(nèi)含有4 kB的 E2PROM ,無(wú)需外擴(kuò)存儲(chǔ)器 ,電路簡(jiǎn)單可靠 ,其時(shí)鐘頻率為 0～24 MHz ,并且價(jià)格低廉 ,批量?jī)r(jià)在 10元以內(nèi)。</p><p><b>　　其主要功能特性：</b>&

29、lt;/p><p>　　兼容MCS-51指令系統(tǒng) 4k可反復(fù)擦寫(>1000次）ISP Flash ROM</p><p>　　32個(gè)雙向I/O口 4.5-5.5V工作電壓</p><p>　　2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率0-33MHz</p><p>　　

30、全雙工UART串行中斷口線 128x8 bit內(nèi)部RAM</p><p>　　2個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式</p><p>　　中斷喚醒省電模式 3級(jí)加密位</p><p>　　看門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能</p>

31、<p>　　靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 </p><p>　　可以看出AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，看門狗（WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘。同時(shí), AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)

32、電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式何在RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直接到一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p><b>　　復(fù)位電路如下：</b></p><p>　　圖3.2 復(fù)位電路</p><p>　　3.1.5 LED顯示</p>

33、<p>　　系統(tǒng)選用LED對(duì)所處理的結(jié)果進(jìn)行顯示。采用動(dòng)態(tài)LED顯示器接口技術(shù)。動(dòng)態(tài)顯示，就是微處理器定時(shí)地對(duì)顯示器件所顯示的內(nèi)容進(jìn)行掃描。在這種方法中，各顯示器件是分時(shí)工作的，任一時(shí)刻只有一個(gè)顯示器件在顯示，但由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，當(dāng)掃描顯示每一個(gè)器件達(dá)到一定的速度時(shí)，人看到的就是所有的器件都在顯示。</p><p>　　3.1.6 繼電器</p><p>　　選用電流繼電

34、器作為此次設(shè)計(jì)的繼電器，電流繼電器的輸入電流x從零連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開始吸合時(shí)的動(dòng)作值xx,繼電器的輸出信號(hào)立刻從y=0跳躍到y(tǒng)=ym,即常開觸點(diǎn)從斷到通。一旦觸點(diǎn)閉合，輸入量x繼續(xù)增大，輸出信號(hào)y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一大于xx值下降到xf,繼電器開始釋放，常開觸點(diǎn)斷開。</p><p>　　3.2 部分系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 溫差測(cè)量電路</p&g

35、t;<p>　　為了簡(jiǎn)化測(cè)量電路，降低成本，本次設(shè)計(jì)沒有采用傳統(tǒng)測(cè)量庫(kù)內(nèi)外溫度再求其差的方法。測(cè)量電路如圖7所示。直接采用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行測(cè)溫，分別置于庫(kù)內(nèi)外，利用圖7直接測(cè)量溫差。顯然VT正比（T1－T2），其中T1，T2分別為糧庫(kù)內(nèi)、外的溫度。</p><p><b>　　溫差測(cè)量電路：</b></p><p>　　圖3.3 溫差測(cè)量電

36、路</p><p>　　3.2.2 串并轉(zhuǎn)換</p><p>　　系統(tǒng)選用ZQL9712S作為串并轉(zhuǎn)換芯片。ZQL9712S 是專門為L(zhǎng)ED 驅(qū)動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的串并轉(zhuǎn)換芯片，采用了先進(jìn)的CMOS 工藝，具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。ZQL9712S 具備通用串并轉(zhuǎn)換控制接口，本地3 位并行驅(qū)動(dòng)輸出，特別適合于多離散點(diǎn)的級(jí)連應(yīng)用。ZQL9712S 串移時(shí)鐘頻率可達(dá)15MHz，且提供最大30mA 的驅(qū)動(dòng)電流

37、。ZQL9712S 包括串行移位寄存器和輸出鎖存器。經(jīng)串行移位寄存器，串移輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為3 位并行輸出，并把該輸出作為輸出寄存器的輸入。串移寄存器和輸出寄存器由不同的時(shí)鐘信號(hào)控制，并且都是在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿有效。ZQL9712S 將控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輸出，該輸出可作為后級(jí)電路的輸入信號(hào)。</p><p>　　3.2.3 部分系統(tǒng)原理圖</p><p>　　系統(tǒng)的部分硬件組成原理如圖3.4所示。

38、當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過規(guī)定溫度上限時(shí)，單片機(jī)通過 P1.4 輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管 D1 ，使繼電器 K1 開啟降溫設(shè)備 ( 壓縮制冷設(shè)備 ) ：當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時(shí)，單片機(jī)通過 P1.5 輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管 D2 ，使繼電器 K2 開啟升溫設(shè)備 ( 加熱器1) 。</p><p>　　當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫

39、度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。</p><p>　　而溫差的設(shè)定值可由用戶根據(jù)季節(jié)氣候隨時(shí)修改，自由調(diào)整，以適應(yīng)不同環(huán)境的需要，節(jié)約成本，提高效益。</p><p>　　系統(tǒng)的部分硬件組成原理下圖所示：</p><p>　　圖3.4 系統(tǒng)部分硬件原理圖</p><p><b>　　4 軟件

40、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 主程序流程圖</p><p>　　主程序用于完成系統(tǒng)初始化、鍵盤管理以及設(shè)定糧倉(cāng)系統(tǒng)的初始溫度值，并進(jìn)行糧倉(cāng)內(nèi)外溫差的測(cè)量。程序流程圖見圖4.1.通過鍵盤我們?cè)O(shè)置給定，通過中斷處理對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理。</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 中斷程序流程圖

41、</p><p>　　中斷服務(wù)程序，主要用于判定測(cè)量時(shí)間是否已到，時(shí)間沒到，繼續(xù)等待；時(shí)間到了，進(jìn)行采集溫度、溫差測(cè)量與換算；進(jìn)一步判定是否啟動(dòng)升降溫設(shè)備。若滿足啟動(dòng)升溫設(shè)備條件P1.5置位，啟動(dòng)升溫設(shè)備；若滿足啟動(dòng)降溫設(shè)備條件P1.4置位，啟動(dòng)降溫設(shè)備，最終維持糧倉(cāng)內(nèi)溫度在給定值范圍內(nèi)。</p><p>　　程序流程圖如下圖所示：</p><p><b>