糧倉(cāng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

于秀娜

摘 要：糧食在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，容易霉?fàn)€、變質(zhì)，糧倉(cāng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)大型糧庫(kù)中糧食貯存的需要而設(shè)計(jì)的。文章的糧倉(cāng)溫度測(cè)控系統(tǒng)是由89C51單片機(jī)構(gòu)成的對(duì)傳感器進(jìn)行采樣的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示溫度系統(tǒng)對(duì)溫度的控制合理、有效，在任何時(shí)候把糧倉(cāng)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)地傳達(dá)到控制室，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。

關(guān)鍵詞：溫度；單片機(jī)；傳感器

引言

在國(guó)內(nèi)，原來(lái)的糧庫(kù)對(duì)糧食檢測(cè)主要采取對(duì)各糧庫(kù)糧食進(jìn)行取樣、記錄、分析、匯總數(shù)據(jù)等辦法，通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行，不僅工作量大、效率低下、而且可靠性和實(shí)時(shí)性差?，F(xiàn)在測(cè)量糧食的各種參數(shù)己逐步被電子檢測(cè)設(shè)備所取代。小的儲(chǔ)糧設(shè)備一般采用小型測(cè)溫、測(cè)濕度儀器檢測(cè)糧溫和濕度以及通風(fēng)，目前我國(guó)大中型儲(chǔ)糧設(shè)備己開始配備微機(jī)測(cè)溫測(cè)濕和檢系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1.1 設(shè)計(jì)方案論證

該系統(tǒng)由模擬開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)電路板置于倉(cāng)上，遠(yuǎn)處倉(cāng)上的溫度信號(hào)需要跨倉(cāng)傳輸。各種糧倉(cāng)上信號(hào)線傳遞溫度信號(hào)，控制線選擇溫度點(diǎn)及其電源線連在一起，構(gòu)成一個(gè)龐大的樹狀網(wǎng)絡(luò)。在通常情況下，這種溫度方式可以正常工作，但是在儲(chǔ)糧倉(cāng)多、各倉(cāng)相距遠(yuǎn)，特別是在電磁干擾較強(qiáng)的地方，該系統(tǒng)難以正常工作。為了克服由于儲(chǔ)糧倉(cāng)系統(tǒng)龐大對(duì)于測(cè)量溫度精度和系統(tǒng)可靠性的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了單片機(jī)作為前沿機(jī)械進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)與微機(jī)通信的方法送回溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成特別適用于大型糧倉(cāng)中應(yīng)用的分布式微機(jī)測(cè)量溫度系統(tǒng)，并且能夠利用溫度傳感器送回的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行糧位檢測(cè)。

1.2 系統(tǒng)框圖

圖1 糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)

為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了89C51機(jī)作為控制芯片。它可以提供一個(gè)8位CPU ，4 KB的閃爍存儲(chǔ)器Flash ROM，256字節(jié)RAM ，4個(gè)8位并行I/0端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1個(gè)可編程全雙工串行口、5個(gè)中斷源、片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘電路，64KB總線擴(kuò)展控制器。89C51制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝。

2.2 溫度傳感器

對(duì)于糧倉(cāng)所存儲(chǔ)的糧食來(lái)說(shuō)，其所儲(chǔ)糧食的品質(zhì)與溫度密切相關(guān)。因而對(duì)于糧倉(cāng)的溫度檢測(cè)很早就開始應(yīng)用了。最開始是采用玻璃溫度計(jì)，隨著電子測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，使用對(duì)溫度敏感的元器件，如熱敏電阻來(lái)進(jìn)行測(cè)量。由單線多點(diǎn)溫度傳感器（如DS1820）構(gòu)成的單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，雖然引線很少，但傳輸距離（不超過(guò)20米）。AD 590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫敏傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃—+150℃，輸出電流與絕對(duì)溫度成正比，因而不必考慮多路模擬開關(guān)引入的附加電阻造成的誤差。該系統(tǒng)選用若干個(gè)集成溫度傳感器AD590接成矩陣形式，構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。

2.3 多路模擬開關(guān)

常用的模擬開關(guān)有機(jī)電式和電子式兩類。機(jī)電式開關(guān)具有良好的通、斷性能，信號(hào)畸變小，但切換過(guò)渡時(shí)間較長(zhǎng)。電子式開關(guān)切換時(shí)間很短，但通、斷性能不夠理想。切換模擬信號(hào)時(shí)，開關(guān)的非理想特性將引入誤差，并產(chǎn)生延時(shí)。CC4051是單八路模擬開關(guān)。它是由電平位移電路、帶禁止端INH的8選1譯碼器和由該譯碼器對(duì)各個(gè)輸出分別加以控制的8個(gè)CMOS雙向模擬開關(guān)組成。

AD590矩陣的行、列分別與兩個(gè)CC4051相連，通過(guò)三位行、列選擇數(shù)字碼（由單片微機(jī)89C51產(chǎn)生）就可使矩陣被測(cè)點(diǎn)中的任何一個(gè)傳感器接入測(cè)控電路。

2.4 模擬小信號(hào)放大電路

被測(cè)物理量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)的幅度往往很小，無(wú)法進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此，需對(duì)這些模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理。一般都采用集成運(yùn)放。

該系統(tǒng)選用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放ICL7650構(gòu)成高增益、低漂移放大器，用于放大AD590的輸出信號(hào)。ICL7650內(nèi)部有一個(gè)震蕩為200Hz的振蕩器，在這個(gè)震蕩器的控制下運(yùn)放分節(jié)拍工作。每個(gè)振蕩周期分兩個(gè)節(jié)拍，第一個(gè)拍將輸入失調(diào)采集并存于一個(gè)點(diǎn)容器中，第二節(jié)拍采樣和放大信號(hào)，并將此刻的失調(diào)相抵消，所以運(yùn)放總的失調(diào)和溫度極小，性能極為優(yōu)越和穩(wěn)定。

2.5 A/D轉(zhuǎn)換器

從放大器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，才能進(jìn)入89C51單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)外雙積分A/D轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。文章選擇常用的3.5位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，其精度高，抗干擾性能好。

2.6 鍵盤顯示接口

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時(shí)需要使用鍵盤與顯示器接口時(shí)，為了節(jié)省I/0口線，常常把鍵盤和顯示電路做在一起，構(gòu)成實(shí)用的鍵盤、顯示電路。文章采用8155并行擴(kuò)展口構(gòu)成鍵盤、顯示電路。

為了較少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/0線的數(shù)目，在鍵數(shù)較多時(shí)，通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式。4個(gè)LED顯示器采用共陰極方式，段選碼由8155口提供，位控信號(hào)由PA口提供。鍵盤的列掃描輸出也由PA口提供，查詢行輸入由PCO～PC1提供。LED采用動(dòng)態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐列掃描查詢工作方式。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的各部分程序主要包括程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、鍵盤掃描程序、打印程序、顯示程序等。（見(jiàn)圖2）

4 結(jié)束語(yǔ)

由于系統(tǒng)采用了全數(shù)字化的溫度、濕度傳感器，直接輸出的是表示溫度和濕度的數(shù)字信號(hào)，不存在由模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，所以該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、一致性好、無(wú)需任何調(diào)整、信號(hào)線長(zhǎng)短不會(huì)影響其性能等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的溫度控制。

參考文獻(xiàn)

[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)網(wǎng)[M].北京：北京航天航空人學(xué)出版社，2005：38-47.

[2]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第1版）[M].北京：，北京航空航天技術(shù)出版社，2002.

[3]童詩(shī)白.模擬電子電路技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]張毅剛.單片機(jī)原理及利用（第1版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

摘 要：糧食在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，容易霉?fàn)€、變質(zhì)，糧倉(cāng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)大型糧庫(kù)中糧食貯存的需要而設(shè)計(jì)的。文章的糧倉(cāng)溫度測(cè)控系統(tǒng)是由89C51單片機(jī)構(gòu)成的對(duì)傳感器進(jìn)行采樣的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示溫度系統(tǒng)對(duì)溫度的控制合理、有效，在任何時(shí)候把糧倉(cāng)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)地傳達(dá)到控制室，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。

關(guān)鍵詞：溫度；單片機(jī)；傳感器

引言

在國(guó)內(nèi)，原來(lái)的糧庫(kù)對(duì)糧食檢測(cè)主要采取對(duì)各糧庫(kù)糧食進(jìn)行取樣、記錄、分析、匯總數(shù)據(jù)等辦法，通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行，不僅工作量大、效率低下、而且可靠性和實(shí)時(shí)性差?，F(xiàn)在測(cè)量糧食的各種參數(shù)己逐步被電子檢測(cè)設(shè)備所取代。小的儲(chǔ)糧設(shè)備一般采用小型測(cè)溫、測(cè)濕度儀器檢測(cè)糧溫和濕度以及通風(fēng)，目前我國(guó)大中型儲(chǔ)糧設(shè)備己開始配備微機(jī)測(cè)溫測(cè)濕和檢系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1.1 設(shè)計(jì)方案論證

該系統(tǒng)由模擬開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)電路板置于倉(cāng)上，遠(yuǎn)處倉(cāng)上的溫度信號(hào)需要跨倉(cāng)傳輸。各種糧倉(cāng)上信號(hào)線傳遞溫度信號(hào)，控制線選擇溫度點(diǎn)及其電源線連在一起，構(gòu)成一個(gè)龐大的樹狀網(wǎng)絡(luò)。在通常情況下，這種溫度方式可以正常工作，但是在儲(chǔ)糧倉(cāng)多、各倉(cāng)相距遠(yuǎn)，特別是在電磁干擾較強(qiáng)的地方，該系統(tǒng)難以正常工作。為了克服由于儲(chǔ)糧倉(cāng)系統(tǒng)龐大對(duì)于測(cè)量溫度精度和系統(tǒng)可靠性的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了單片機(jī)作為前沿機(jī)械進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)與微機(jī)通信的方法送回溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成特別適用于大型糧倉(cāng)中應(yīng)用的分布式微機(jī)測(cè)量溫度系統(tǒng)，并且能夠利用溫度傳感器送回的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行糧位檢測(cè)。

1.2 系統(tǒng)框圖

圖1 糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)

為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了89C51機(jī)作為控制芯片。它可以提供一個(gè)8位CPU ，4 KB的閃爍存儲(chǔ)器Flash ROM，256字節(jié)RAM ，4個(gè)8位并行I/0端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1個(gè)可編程全雙工串行口、5個(gè)中斷源、片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘電路，64KB總線擴(kuò)展控制器。89C51制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝。

2.2 溫度傳感器

對(duì)于糧倉(cāng)所存儲(chǔ)的糧食來(lái)說(shuō)，其所儲(chǔ)糧食的品質(zhì)與溫度密切相關(guān)。因而對(duì)于糧倉(cāng)的溫度檢測(cè)很早就開始應(yīng)用了。最開始是采用玻璃溫度計(jì)，隨著電子測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，使用對(duì)溫度敏感的元器件，如熱敏電阻來(lái)進(jìn)行測(cè)量。由單線多點(diǎn)溫度傳感器（如DS1820）構(gòu)成的單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，雖然引線很少，但傳輸距離（不超過(guò)20米）。AD 590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫敏傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃—+150℃，輸出電流與絕對(duì)溫度成正比，因而不必考慮多路模擬開關(guān)引入的附加電阻造成的誤差。該系統(tǒng)選用若干個(gè)集成溫度傳感器AD590接成矩陣形式，構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。

2.3 多路模擬開關(guān)

常用的模擬開關(guān)有機(jī)電式和電子式兩類。機(jī)電式開關(guān)具有良好的通、斷性能，信號(hào)畸變小，但切換過(guò)渡時(shí)間較長(zhǎng)。電子式開關(guān)切換時(shí)間很短，但通、斷性能不夠理想。切換模擬信號(hào)時(shí)，開關(guān)的非理想特性將引入誤差，并產(chǎn)生延時(shí)。CC4051是單八路模擬開關(guān)。它是由電平位移電路、帶禁止端INH的8選1譯碼器和由該譯碼器對(duì)各個(gè)輸出分別加以控制的8個(gè)CMOS雙向模擬開關(guān)組成。

AD590矩陣的行、列分別與兩個(gè)CC4051相連，通過(guò)三位行、列選擇數(shù)字碼（由單片微機(jī)89C51產(chǎn)生）就可使矩陣被測(cè)點(diǎn)中的任何一個(gè)傳感器接入測(cè)控電路。

2.4 模擬小信號(hào)放大電路

被測(cè)物理量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)的幅度往往很小，無(wú)法進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此，需對(duì)這些模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理。一般都采用集成運(yùn)放。

該系統(tǒng)選用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放ICL7650構(gòu)成高增益、低漂移放大器，用于放大AD590的輸出信號(hào)。ICL7650內(nèi)部有一個(gè)震蕩為200Hz的振蕩器，在這個(gè)震蕩器的控制下運(yùn)放分節(jié)拍工作。每個(gè)振蕩周期分兩個(gè)節(jié)拍，第一個(gè)拍將輸入失調(diào)采集并存于一個(gè)點(diǎn)容器中，第二節(jié)拍采樣和放大信號(hào)，并將此刻的失調(diào)相抵消，所以運(yùn)放總的失調(diào)和溫度極小，性能極為優(yōu)越和穩(wěn)定。

2.5 A/D轉(zhuǎn)換器

從放大器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，才能進(jìn)入89C51單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)外雙積分A/D轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。文章選擇常用的3.5位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，其精度高，抗干擾性能好。

2.6 鍵盤顯示接口

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時(shí)需要使用鍵盤與顯示器接口時(shí)，為了節(jié)省I/0口線，常常把鍵盤和顯示電路做在一起，構(gòu)成實(shí)用的鍵盤、顯示電路。文章采用8155并行擴(kuò)展口構(gòu)成鍵盤、顯示電路。

為了較少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/0線的數(shù)目，在鍵數(shù)較多時(shí)，通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式。4個(gè)LED顯示器采用共陰極方式，段選碼由8155口提供，位控信號(hào)由PA口提供。鍵盤的列掃描輸出也由PA口提供，查詢行輸入由PCO～PC1提供。LED采用動(dòng)態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐列掃描查詢工作方式。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的各部分程序主要包括程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、鍵盤掃描程序、打印程序、顯示程序等。（見(jiàn)圖2）

4 結(jié)束語(yǔ)

由于系統(tǒng)采用了全數(shù)字化的溫度、濕度傳感器，直接輸出的是表示溫度和濕度的數(shù)字信號(hào)，不存在由模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，所以該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、一致性好、無(wú)需任何調(diào)整、信號(hào)線長(zhǎng)短不會(huì)影響其性能等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的溫度控制。

參考文獻(xiàn)

[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)網(wǎng)[M].北京：北京航天航空人學(xué)出版社，2005：38-47.

[2]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第1版）[M].北京：，北京航空航天技術(shù)出版社，2002.

[3]童詩(shī)白.模擬電子電路技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[4]張毅剛.單片機(jī)原理及利用（第1版）[M].北京：高等教育出版社，2004.

摘 要：糧食在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，容易霉?fàn)€、變質(zhì)，糧倉(cāng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)大型糧庫(kù)中糧食貯存的需要而設(shè)計(jì)的。文章的糧倉(cāng)溫度測(cè)控系統(tǒng)是由89C51單片機(jī)構(gòu)成的對(duì)傳感器進(jìn)行采樣的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示溫度系統(tǒng)對(duì)溫度的控制合理、有效，在任何時(shí)候把糧倉(cāng)的現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)時(shí)地傳達(dá)到控制室，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。

關(guān)鍵詞：溫度；單片機(jī)；傳感器

引言

在國(guó)內(nèi)，原來(lái)的糧庫(kù)對(duì)糧食檢測(cè)主要采取對(duì)各糧庫(kù)糧食進(jìn)行取樣、記錄、分析、匯總數(shù)據(jù)等辦法，通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行，不僅工作量大、效率低下、而且可靠性和實(shí)時(shí)性差。現(xiàn)在測(cè)量糧食的各種參數(shù)己逐步被電子檢測(cè)設(shè)備所取代。小的儲(chǔ)糧設(shè)備一般采用小型測(cè)溫、測(cè)濕度儀器檢測(cè)糧溫和濕度以及通風(fēng)，目前我國(guó)大中型儲(chǔ)糧設(shè)備己開始配備微機(jī)測(cè)溫測(cè)濕和檢系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1.1 設(shè)計(jì)方案論證

該系統(tǒng)由模擬開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)電路板置于倉(cāng)上，遠(yuǎn)處倉(cāng)上的溫度信號(hào)需要跨倉(cāng)傳輸。各種糧倉(cāng)上信號(hào)線傳遞溫度信號(hào)，控制線選擇溫度點(diǎn)及其電源線連在一起，構(gòu)成一個(gè)龐大的樹狀網(wǎng)絡(luò)。在通常情況下，這種溫度方式可以正常工作，但是在儲(chǔ)糧倉(cāng)多、各倉(cāng)相距遠(yuǎn)，特別是在電磁干擾較強(qiáng)的地方，該系統(tǒng)難以正常工作。為了克服由于儲(chǔ)糧倉(cāng)系統(tǒng)龐大對(duì)于測(cè)量溫度精度和系統(tǒng)可靠性的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了單片機(jī)作為前沿機(jī)械進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，用單片機(jī)與微機(jī)通信的方法送回溫度數(shù)據(jù)，構(gòu)成特別適用于大型糧倉(cāng)中應(yīng)用的分布式微機(jī)測(cè)量溫度系統(tǒng)，并且能夠利用溫度傳感器送回的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行糧位檢測(cè)。

1.2 系統(tǒng)框圖

圖1 糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)

為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了89C51機(jī)作為控制芯片。它可以提供一個(gè)8位CPU ，4 KB的閃爍存儲(chǔ)器Flash ROM，256字節(jié)RAM ，4個(gè)8位并行I/0端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1個(gè)可編程全雙工串行口、5個(gè)中斷源、片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘電路，64KB總線擴(kuò)展控制器。89C51制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝。

2.2 溫度傳感器

對(duì)于糧倉(cāng)所存儲(chǔ)的糧食來(lái)說(shuō)，其所儲(chǔ)糧食的品質(zhì)與溫度密切相關(guān)。因而對(duì)于糧倉(cāng)的溫度檢測(cè)很早就開始應(yīng)用了。最開始是采用玻璃溫度計(jì)，隨著電子測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，使用對(duì)溫度敏感的元器件，如熱敏電阻來(lái)進(jìn)行測(cè)量。由單線多點(diǎn)溫度傳感器（如DS1820）構(gòu)成的單線多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，雖然引線很少，但傳輸距離（不超過(guò)20米）。AD 590是一種電壓輸入、電流輸出型集成溫敏傳感器，測(cè)溫范圍為-55℃—+150℃，輸出電流與絕對(duì)溫度成正比，因而不必考慮多路模擬開關(guān)引入的附加電阻造成的誤差。該系統(tǒng)選用若干個(gè)集成溫度傳感器AD590接成矩陣形式，構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。

2.3 多路模擬開關(guān)

常用的模擬開關(guān)有機(jī)電式和電子式兩類。機(jī)電式開關(guān)具有良好的通、斷性能，信號(hào)畸變小，但切換過(guò)渡時(shí)間較長(zhǎng)。電子式開關(guān)切換時(shí)間很短，但通、斷性能不夠理想。切換模擬信號(hào)時(shí)，開關(guān)的非理想特性將引入誤差，并產(chǎn)生延時(shí)。CC4051是單八路模擬開關(guān)。它是由電平位移電路、帶禁止端INH的8選1譯碼器和由該譯碼器對(duì)各個(gè)輸出分別加以控制的8個(gè)CMOS雙向模擬開關(guān)組成。

AD590矩陣的行、列分別與兩個(gè)CC4051相連，通過(guò)三位行、列選擇數(shù)字碼（由單片微機(jī)89C51產(chǎn)生）就可使矩陣被測(cè)點(diǎn)中的任何一個(gè)傳感器接入測(cè)控電路。

2.4 模擬小信號(hào)放大電路

被測(cè)物理量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)的幅度往往很小，無(wú)法進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此，需對(duì)這些模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理。一般都采用集成運(yùn)放。

該系統(tǒng)選用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放ICL7650構(gòu)成高增益、低漂移放大器，用于放大AD590的輸出信號(hào)。ICL7650內(nèi)部有一個(gè)震蕩為200Hz的振蕩器，在這個(gè)震蕩器的控制下運(yùn)放分節(jié)拍工作。每個(gè)振蕩周期分兩個(gè)節(jié)拍，第一個(gè)拍將輸入失調(diào)采集并存于一個(gè)點(diǎn)容器中，第二節(jié)拍采樣和放大信號(hào)，并將此刻的失調(diào)相抵消，所以運(yùn)放總的失調(diào)和溫度極小，性能極為優(yōu)越和穩(wěn)定。

2.5 A/D轉(zhuǎn)換器

從放大器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，才能進(jìn)入89C51單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)外雙積分A/D轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。文章選擇常用的3.5位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，其精度高，抗干擾性能好。

2.6 鍵盤顯示接口

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，同時(shí)需要使用鍵盤與顯示器接口時(shí)，為了節(jié)省I/0口線，常常把鍵盤和顯示電路做在一起，構(gòu)成實(shí)用的鍵盤、顯示電路。文章采用8155并行擴(kuò)展口構(gòu)成鍵盤、顯示電路。

為了較少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/0線的數(shù)目，在鍵數(shù)較多時(shí)，通常都將鍵盤排列成行列矩陣形式。4個(gè)LED顯示器采用共陰極方式，段選碼由8155口提供，位控信號(hào)由PA口提供。鍵盤的列掃描輸出也由PA口提供，查詢行輸入由PCO～PC1提供。LED采用動(dòng)態(tài)顯示軟件譯碼，鍵盤采用逐列掃描查詢工作方式。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的各部分程序主要包括程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、鍵盤掃描程序、打印程序、顯示程序等。（見(jiàn)圖2）

4 結(jié)束語(yǔ)

由于系統(tǒng)采用了全數(shù)字化的溫度、濕度傳感器，直接輸出的是表示溫度和濕度的數(shù)字信號(hào)，不存在由模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，所以該系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、一致性好、無(wú)需任何調(diào)整、信號(hào)線長(zhǎng)短不會(huì)影響其性能等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)糧食倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中的溫度控制。

參考文獻(xiàn)

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