基于单片机粮仓的温度控制毕业设计论文Word格式文档下载.docx

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本设计实现的是单片机温湿度测量与控制系统，通过液晶显示器（LCD）显示所测量的温湿度。

系统采用集温湿度传感器与A/D转换器为一体的SHT11芯片，通过单片机处理进行显示，其它模块包括了实时时钟/日期产生电路和超限报警处理电路，对所测量的值进行实时显示和报警处理。

本文介绍了基于ATMEL公司的AT89C51系列单片机的温湿度实时测量与控制系统和显示系统的设计，包括硬件结构原理，并分析了相应的软件的设计及其要点，包括软件设计流程及其程序实现。

系统结构简单、实用，提高了测量精度和效率。

关键词：

单片机；

SHT11；

LCD；

DS1302；

温湿度控制

Abstract

Intheprocessofgrainstorage,graindeterioratesduetotheabnormalofthebarn’stemperatureandhumidity,andtheeconomiclosseswhichbroughtaboutareamazing.Atpresentmanygrainstorageunitsinourcountryusethetraditionalmethodswhichiscombinedofthermometerdevice,artificialtranscriptionandartificialmanagement,consumingalotofmanpowerandfinancialresources,andtheresultsarepoor,thephenomenaofmildewingandmetamorphismexistsinlargequantities.Therefore,designingthetemperatureandhumiditymonitorsystemonbarn,improvingefficiencyandachievingreal-timemonitoringofbarn’stemperatureandhumidity,isanimportantproblemdemandingpromptsolutionbystorageunits.

Thetemperatureandhumidityisanimportantphysicalquantity,isthemostcommonandimportanttechnicalparametersingrainstorages.Withtheprogressofthetimes,thedevelopmentofsociety,scienceandtechnologyunceasingrenewal,thetemperatureandhumiditymeasurementaccuracyrequirementscontinuetoincrease,sothetemperatureandhumiditydetectionhasbecomeanimportantresearchtopic.

ThedesignandimplementationofmeasurementandcontroltemperatureandhumidityisMCUsystem,throughwhichthetemperatureandhumiditymeasurementliquidcrystaldisplays（LCD）.SystemadoptssettemperatureandhumiditysensorandA/DconverterforSHT11chipmicrocontrollerprocessing,throughthatothermodulesincludingreal-timeclock/dateproducecircuitandtheoff-gaugealarmcircuit,thevalueofmeasurementforreal-timedisplayandalarm.ThepaperintroducestheATMELcompanybasedonAT89C51single-chipseriesoftemperatureandhumiditymeasurementandcontrolsystemandreal-timedisplaysystemdesign,includingthehardwarestructureandprinciple,andthecorrespondingsoftwaredesign,includingthedesignofthesoftwareanditskeyprocessandprocedure.Systemstructureissimple,practical,andimprovethemeasuringprecisionandefficiency.

KeyWords:

MCU,SHT11,LCD,DS1302,Temperatureandhumiditycontrol

目录

摘要I

AbstractII

目录III

1绪论1

1.1问题的提出背景及研究意义1

1.2国内外现状2

1.3课题的研究目的及内容3

2控制系统的硬件电路设计4

2.1整体设计方案4

2.2微控制器模块4

2.2.1复位电路设计4

2.2.2时钟电路设计5

2.3传感电路设计6

2.4显示电路设计9

2.5超限处理电路设计12

2.6硬件电路PCB版图设计12

3控制系统的软件设计14

3.1软件开发平台介绍14

3.2主程序流程设计15

3.3温湿度采集及处理流程设计16

3.4LCD显示流程设计17

3.5超限处理流程设计17

4仿真与调试18

4.1仿真软件介绍18

4.2系统的调试18

结论21

致谢22

参考文献23

附录A系统程序24

1绪论

1.1问题的提出背景及研究意义

农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础。

近年来，随着农业科学技术的不断进步，农业生产持续而稳定地增产，农户生产粮食数量也日益增多，绝大部分农民不仅解决了温饱问题，而且有了更多的粮食，粮食年产量和常年储存量均居世界首位。

中央粮食储备有较为完善的仓储设施和技术保障，在保证国家粮食安全方面发挥着重要作用。

但是，我国还有一半以上的粮食储存在农民手中，这些粮食的储藏安全是国家粮食安全的重要组成部分。

长期以来由于种种原因，忽视了农户粮食储藏技术的研究与推广，农户粮食的储藏技术非常落后，给国家和人民造成了巨大的损失，与此同时粮食产量增长所依赖的资源正在告急，如耕地面积进一步减少，水土流失日益严重，生态平衡遭到破坏，人口仍在增长的状况，而提高粮食总产量的空间已很小，并且我国到2040年人口将达到16.6亿，根据我国现有的光、热、水、土和气候资源，中国科学院在《我国土地的人口承载能力研究》中指出：

我国粮食最大可能生产能力为8.3亿吨，按联合国确定的最低标准人均500kg计，16.6亿人口是我国国土的人口承载能力的极限。

这就迫使我们必须将粮食产后的损失降低到最低限度，减少粮食的储藏损失无疑是利国利民的好事，是保证国家粮食安全的大事。

在这样一种大形势下，国家投资兴建了大型现代化粮库，最大粮库方圆几公里，仓库房数为数十个。

由于大型粮库中粮仓的容量和粮库的规模都是前所未有的，这些因素对原有小粮库的正常运行带来了一些新问题。

主要存在问题有如何随时掌握每个仓内粮食的质量变化情况，保证入库的粮食在较长时间的保存期内不变质。

目前我国农业正处于从传统农业向以优质、高产、高效益为目标的现代农业转化的新阶段。

环境控制工程作为农业生物速生、优质、高产的手段，是农业现代化的重要标志。

粮仓的环境由多个因子组成，如温度、光照、湿度及二氧化碳浓度等。

因此，采用先进的人工智能技术，科学、合理地控制影响作物的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，以便给作物生长创造一个最佳的环境条件，做到既提高产品的质量、产量、经济价值和社会效益，又尽量降低生产成本，这对粮仓环境施行自动检测和控制是非常必要的。

粮仓设施的关键技术是环境控制，主要是温湿度的控制，其目的是提高控制及作业精度。

并且随着城市居民生活节奏的加快以及人民生活水平的不断提高，人们对于亚健康的问题越来越关注，因此对于居住环境的要求也越来越高，舒适的环境已不仅仅限于宽敞豪华的住宅，同时也希望在自己的小家里也会有大自然的调节作用，能够根据人类的需要，设定相应的温湿度。

因此研究温湿度的控制非常有必要，它可以优化组合社区资源，提升服务水平，推动反房地产等其他行业的发展，为他们带来新的商机。

1.2国内外现状

粮仓测控技术的研究始于20世纪70年代，它是科学保粮的重要技术之一，随着国家农业产业政策的不断完善，以及现代科学技术在农业生产中的应用和推广，国家粮食总产量不断创造历史新高。

但国家的粮食储备状况自建国以来却没有得到明显改善，全国80％左右的粮食仍采用原始的存储方式。

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。

但此工作靠人工一点一点测量，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，粮食检测技术不断完善、提高，并日趋成熟，逐步形成了样式繁多的粮仓检测系统，为安全、科学储粮起到了积极的作用。

在储藏过程中，粮食受温度、湿度及其它因素的影响，可能出现发热、霉变、虫害等情况。

为了减少粮食储藏过程中的损失，保障粮食的品质和质量，首先应该及时准确地掌握粮食储藏过程中各种物理因素的变化情况，找出其变化规律。

法国储粮专家Je．Lasseran，D．Berhant采用温度调节器来控制温度。

实验在一个储量500吨、高16米的中型仓中进行。

研究表明：

在低温气候下，从夏季到秋季经2～3次通风，每次要持续几个晚上，每天4～10小时，可将温度从300C降到SC（在英国气候条件下）。

在冬天粮温可保持不变，并在春天有所上升，经过一年的实践表明：

不仅卫生状况良好，而且粮食的品质没有变化。

澳人利弧Gib等专家最近研究了一种以PC机为基础的可遥控和监测通风系统的通风控制器，该控制器包括一台PC机和相关的软件、气象预报台和粮堆中的灵敏元件，它能灵活地、有效地控制通风系统，减少通风费用，并可以实行联网，从而不必依靠仓库管理人员收集的情况，就能得到通风系统的有关数据