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摘 要
粮仓温度实时检测系统是针对大型粮库中粮食存储的需要而设计的。系统通过计算机检测粮食贮备库中粮食的基本温度情况，并结合其它粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气情况等）进行综合分析。粮仓温度测控系统是由8031单片机构成的对现场8*8矩阵传感器进行采样的系统，以8031单片机为主机，外扩EPROM作为程序存储器，8155、8255可编程并行I/O扩展接口芯片，是有键盘控制、显示温度并且可以打印结果，超限时自动报警功能的检测系统。利用微机技术对粮仓进行监控，用户可方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送到控制室，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，增强了国家粮库储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化。
关键词 温度 传感器 单片机 监测
Title Real Time Temperature Detecting System on Granary
Abstract
The real time temperature detecting system on granary is designed for the request of the provisions store in large granary. The system detects the basic temperature situation of the provisions store through controller, to synthesize and analyze with other situations (for example: the time of getting in the granary, the variety, the granary style, the air and so on). It is the system of detecting sport 8*8 sensor that consisted of microcontroller 8031, the processes device in a computer for storing and receiving information EPROM, expand wicks8155、8255 and the key controlling, the temperature display, the printing, and the automatic alert beyond the time limit. The users can form the data detecting system conveniently by themselves, and send news to the controlling room at any time, the managers can know the data without researching the sport. It can promote the produce efficiency, amplify the safe level of the country granary store, to realize automaticly and intelligencely.
Keywords temperature sensor microcontroller detecting
目 录
1 概 述. 1
1.1 研究意义. 1
1.2 研究现状. 1
2 方案论证. 3
2.1 微机系统选择论证.. 3
2.2 设计要求.. 4
2.3 设计方案 4
2.4 工作原理.. 5
2.5 系统的组成.. 5
2.6 系统框图.. 6
3 系统硬件设计.. 7
3.1 单片机测控系统前向通道配置. 7
3.1.1 传感器.. 7
3.1.2 多路模拟开关. 9
3.1.3 模拟小信号放大电路.. 11
3.1.4 A/D转换器及接口.. 12
3.2 单片机系统.. 14
3.2.1 8031单片机的结构、功能与特点.. 14
3.2.2 单片机系统扩展及接口.. 18
3.3 人机通道配置. 24
3.3.1 键盘接口. 24
3.3.2 显示器接口.. 25
3.3.3 打印机接口.. 26
3.3.4 报警装置.. 26
3.4 串行通信技术.. 27
3.5 稳压电源部分.. 28
4 系统软件设计.. 30
4.1 主程序设计.. 30
4.2 A/D转换子程序设计.. 32
4.3 二翻十子程序设计.. 33
4.4 键盘扫描子程序设计.. 34
4.5 打印子程序设计.. 35
4.6 显示子程序设计.. 36
致谢.. 37
参考文献.. 38
附录.. 39
附录1 附图.. 39
附图2 程序清单.. 44
1 概 述
1.1 研究意义
我国有13亿多人口，9亿多农民，保持粮食生产和流通的稳定至关重要。粮食仓储和流通设施的建设意义重大。由于粮食仓储规模逐渐增大以及多种仓型和供应的需要，已经使目前的粮仓储备仓容严重不足。每年由于粮食霉坏变质，鼠咬虫蛀和跑冒滴漏等情况，就可造成巨大损失。
本论文针对在国家储备库建设项目中，如何安全储粮而选题。以中型粮库为例的一套粮温检测与控制系统平均价格仅相当于粮食价格的1.27％，而每年由于粮食霉坏变质，鼠咬虫蛀和跑冒滴漏造成的粮食损失最少在5％以上，所以该研究粮仓建设有直接作用，不但能产生巨大经济效益，也具有重大的社会效益。
1.2 研究现状
粮食的贮运是关系到国计民生的大事，其中存储是一个极其重要的环节。由于种种因素的影响和当前技术手段的落后，以往粮食霉烂、变质现象时有发生。近年来，粮情电子检测分析、控制系统在粮食仓储中的应用、现代化管理的实施，使得我国粮情监控在技术上取得了较大进步。
特别是在人工智能粮情分析，通风控制等方面，有的系统已达到国际先进水平。但在粮情测控系统的开发，推广方面还存在一些不容忽视的问题：
（1）许多低水平重复开发，缺乏统一标准，互不兼容，造成人力物力的浪费。
（2）少数劣质产品通过一些不当手段流入市场，不仅质次价高，而故障频繁，数据失准，给用户储粮安全造成隐患，甚至导致严重的坏粮事故，经济损失严重。
粮食在仓储过程中，对其内的温度进行监控是防止其霉变、变质的基本措施之一。目前我国许多基层粮库，主要由人凭感官和经验作出判断，因为判断失误而造成局部或者大范围粮食霉烂的事情时有发生。许多粮库采取定时翻晒的方法来防止霉变，这往往造成大量人力、物力的浪费。本文给出以集成温度监控系统的设计方案。实践证明，该系统可以实现对粮库内多点进行智能监控，并且具有成本低、功能多和可靠性高的特点。
随着粮食产量的增加，储粮设备尤其是大型设备也逐年增加。传统的人工查看粮温的方法，已经逐步被电子检温设备取代。小的储粮设备一般采用小型测温仪检测粮温，大型储粮设备已经逐步配备微机测温系统。前一种方式多数采用由操作者拨动手动开关逐点查看粮食温度的方法，有些也采用自动巡检方式并配备小型打印机记录粮食温度数据。后一种方式则可以在微机机房检测粮食温度情况，并且能够利用微机对粮食温度数据进行分析对比。
有了粮仓温度测控系统后，倒仓就不是盲目的了，因此经济效益可观，容易检测和控制粮仓温度。因此有效的保护了粮食的质量，缓慢了粮食的霉烂，给工作带来方便，给农业大国的中国带来了很大实际意义。
2 方案论证
在当今高科技科学技术飞速发展的年代里，微型机算计的应用已经越来越受到人们的重视。
2.1 微机系统选择论证：
单片机应用系统是一个工业测控系统，从这一观念出发，单片机应用系统应满足下列要求：
（1）有大量的测控接口：这些测控接口及测控功能电路配置和测控要求与测控对象紧密相关。
（2）必须适应现场环境要求：计算机系统接口电路设计，配置必须考虑到应用系统安放的环境要求。
下面是几种系列单片机的功能比较：
Intel公司推出的MCS-48系列单片机，被称为第一代单片机。由于8048硬件结构相对简单，寻址能力也较弱，仅适用于一些简单实时控制场合。
MCS-51系列单片机，称为第二代单片机，与8048相比，51系列的硬件结构和指令系统均有很大改进，51系列在片内存储器容量、I/O口的功能以及指令系统功能等方面，都大大地得到加强。如支持更大的存储空间，很强的外部扩展功能，速度提高了2-5倍，可完成布尔运算等。51系列特别适用于实时控制、智能仪表等领域，是控制应用领域中最理想的8位机。目前8051已成为第二代工业标准单片机。
近年来，又出现了十六位单片机，即MCS-96系列：8096、8098是先进的十六位“片上计算机”，芯片内含有2000个以上晶体管，速度快，集成度高，适合于I/O密集场合的复杂实时控制，但设计过程较复杂，价格较高。
下面就以上三种单片机的各个部分功能比较：
