. . .目录第1章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2设计的目的和意义 (1)1.3相关领域国外技术和发展趋势 (2)第2章粮仓多点测温系统硬件设计 (4)2.2硬件总体方案设计与论证 (4)2.2.1方案设计 (4)2.2.2方案论证 (5)2.3软件总体方案设计 (5)第3章单片机AT89S52介绍 (7)3.1单片机AT89S52基本知识 (7)3.2单片机AT89S52产品特点 (7)3.3单片机AT89S52的使用 (8)3.4单片机AT89S52的特性 (9)3.5 AT89S52引脚功能与封装 (9)第4章粮仓多点测温系统硬件设计 (14)4.1 温度传感器的选则 (14)4.1.1 传感器的选择原则 (14)4.1.2 温度传感器的选择 (14)4.1.3 温度上限值的设定原理 (15)4.2 DS18B20与单片机接口电路设计 (16)4.2.1 DS18B20简介 (16)4.2.2 DS18B20 的性能特点 (17)4.2.3 DS18B20的外形和部结构 (18)4.2.4 DS18B20与单片机接口电路设计 (21)4.3 1602LCD液晶显示屏 (23)4.3.1 LCD1602主要技术参数 (23)4.3.2 LCD1602的引脚说明 (23)4.3.3控制指令说明 (24)4.3.4 LCD液晶显示屏与单片机接口电路设计 (25). . .4.4 键盘电路设计 (26)4.5 报警电路设计 (27)第5章粮仓多点测温系统软件设计 (29)5.1 温度处理子程序设计 (29)5.2 按键处理子程序设计 (29)5.3 系统温度阈值设定子程序设计 (29)5.4 温度显示子程序设计 (29)5.5显示数据刷新程序子程序设计 (29)第6章系统软硬件的调试 (35)6.1 系统仿真 (35)6.2 系统硬件调试 (35)6.3 系统软件调试 (36)总结 (38)参考文献 (40)致 (42)附录Ⅰ程序清单 (43)附录Ⅱ系统原理图 (55)第1章绪论1.1背景“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。
从理论上讲国家掌握的粮食越多越好，但从现代经济学的角度看，国家只要能控制住一定数量的可以灵活支配、质量良好的粮食，既可达到“备战备荒”、宏观调控的目的，又可节省资金用于发展经济。
一般来说，粮食存放在粮仓中，大型的粮仓可存放数以万计的粮食，而且这些粮食存放的时间有长有短。
为了保证存放在粮仓中的粮食不致腐烂变质，就必须使粮仓的温度保持在一定的围以。
为了达到以上的要求，必不可少的就是既稳定又精确的粮情智能测控管理系统。
粮情智能测控系统是通过计算机检测粮食储备库中粮食的基本温度情况，并结合其他粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气状况等）进行综合分析。
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，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化。
本文只阐述粮情温度检测，以下所说粮情仅指温度。
但涉及到的一些方法也适合其他粮情检测情况。
在综合研究国粮库管理现状和发展的前提下，吸收了国多种粮库粮情温度测控系统的成功经验后，我们设计了自己的粮仓多点测温系统。
该系统具有可靠性和高性价比，而且操作维修简便，具有检测、数显、分析等诸多功能。
1.2设计的目的和意义科学储粮是粮食生产的一个重要环节，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大浪费。
粮库管理中最重要的问题是监测粮堆中的温度变化。
粮库一般由几十个甚至上百个由水泥或钢板构成的圆型仓组成，仓高20—30m。
现在，我国在粮仓建设上已经实现规化，但是监测手段一直未能实现同步现代化。
我国许多储备粮库每年都因测控设备的不完善而导致部分粮食霉变，许多大型储备粮库的测控设备仍需高价进口，因此国家准备在未来的几年对全国所有的粮库进行翻新和改造工作，要求规粮库管理，实现粮库管理现代化。
影响储粮安全的最主要因素是粮堆的温度，这就要求能有一种有效的、低成本的仪表来实现监测控制功能，使得管理人员能够方便有效地进行监控操作。
如果用单片机作为前沿机对现场进行数据采集，通过对采集的数据进行分析（温度设定，实时温度显示，报警电路）。
利用单片机技术对粮仓进行检控，用户可以方便地够造自己所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到控制室，管理人员不进入现场就可以按照所需的温度要求对粮仓的温度情况进行控制，提高了生产效率，增强了粮仓存储安全，获得了粮仓的实时管理，实现自动化，智能化。
微机测量是微机设计的第一步，是微机测量技术的现场部分，即测量粮仓中的温度，并使用单片机对测量的数据进行处理并对粮仓的温度进行控制。
1.3相关领域国外技术和发展趋势粮情检测技术是科学保粮的关键技术之一。
随着电子技术、计算机应用技术的进步和发展，计算机的应用围日益扩大，计算机被应用于粮情监控系统。
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、外广大科技工作者近30年的共同努力下，粮情检测技术不断完善、提高、并日趋成熟，逐步形成了样式繁多的粮情检测系统，为安全、科学储粮起到了积极作用。
目前国己有数十家企业生产粮情监控系统产品，品种繁多，系统结构各异，但其基本功能无外乎粮仓外温湿度检测、粮食部温度检测及分析、通风机械的控制等几项，鉴于粮食储藏的特殊性，系统功能的重点放在了储粮部温度的检测和分析上。
粮情监控系统可以根据采用的温度传感器的不同进行如下分类:（1）热敏电阻以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻，因其具有成本低、体积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点，成为国粮情检测系统中采用最多的温度传感器。
热敏电阻的电阻温度系数较高，室温通常也较高，因此其自身发热较小，信号调节较为简单。
但热敏电阻也存在缺点，如:是互换性差、温度与输出阻值之间呈非线性关系。
（2）数字式温度传感器数字式温度传感器的种类也不少，但用于粮情测控系统的温度传感器主要是Dallas的DS18x20系列温度传感器，其温度检测围为－55℃～＋125℃，检测精度为±0.5℃。
DS18x20采用1－WireTM接口，封装形式有PR－35和SSOP－16两种，粮情测控系统中采用的是PR－35封装。
DS18x20采用9个位表示测温点的温度值，每个DS18x20部都设置有一个单一的序列号，因此可以使多个DS18x20共存于同一根数据传输线上。
DS18x20部分为4个部分：1、64位序列号；2、保存临时数据的8字节片RAM；3、保存永久数据的2字节EEPROM；4、温度传感器。
采用数字式温度传感器粮情测控系统的结构与采用热敏电阻粮情测控系统的结构大致相同，只是用测控单元替代了智能分机、扩充接线器替代了温度分线器。
测控单元与智能分机的区别在于没有用于将温度信号数字化的A/D转换电路，取而代之的是1－WireTM总线与上层通信总线之间的通信转换电路，如果系统选用了数字式湿度传感器则测控单元将完全由数字电路组成，而智能分机是由数字电路和模拟电路两部分构成的，这将使测控单元的电路设计更为容易。
采用DS18x20温度传感器的粮情测控系统的测温电缆与热敏电阻测温电缆大不相同，该测温电缆最多只需3根导线即可连接多个DS18x20温度传感器。
最为简洁的结构是利用DS18x20可以通过数据线供电的特点，在测温电缆中只放置两根平行的细钢丝绳即可连接多个DS18x20温度传感器，这样不仅使测温电缆的制造简便、成本下降，而且提高了测温电缆的抗拉强度、便于温度传感器的更换。
正是这些特点使得采用DS18x20温度传感器的粮情测控系统更适用于高大粮仓（诸如浅圆仓、立筒仓）的应用环境，可以解决高大粮仓在不需重新安装测温电缆的情况下更换测温电缆部的温度传感器以及改变温度传感器相对位置。
由于这种温度传感器的价格比热敏电阻高出许多，所以DS18x20温度传感器粮情测控系统在房式仓中应用时不如热敏电阻粮情测控系统更具有性能价格比的优势。
（3）光纤传感器光纤温度传感器是近几年发展的新技术，也是工业中用的最多的光纤传感器之一。
目前研究的光纤温度传感器主要有辐射式温度传感器、半导体吸收式温度传感器、光纤热色传感器等。
光纤温度传感器的精度更高，但成本较贵。
第2章粮仓多点测温系统硬件设计本设计系统的硬件设计是以单片机AT89S52为核心器件的一套检测系统，以制作出的电路板为实物，以C语言进行软件程序设计，利用PROTEL DXP作为仿真软件设计而成的。
系统主要由温度传感器、液晶显示电路、键盘、报警电路组成，电路图如附录Ⅱ所示。
2.2硬件总体方案设计与论证2.2.1方案设计方案一：该方案由单片机、模拟温度传感器AD590、运算放大器、A/D转换器、LCD显示电路、集成功率放大器、报警器组成。
该方案采用模拟温度传感器AD590作为测温元件，传感器测量的温度变化转换成电流的变化，再通过电路转换成电压的变化，使用运算放大器交给信号进行适当的放大，最后通过模数转换器将模拟信号转换成数据信号，传给单片机，单片机将温度值进行处理之后用LCD显示，当温度值超过设定值时开始报警。
如图2.1所示：图2.1方案一温度测量系统方案框图方案二：该方案使用了AT89S52单片机作为控制核心，以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件，采用多个温度传感器对多点温度进行检测，通过键盘模块对温度上限设置，超过其温度值就报警。
显示电路采用LCD1602模块，使用单片机直接驱动蜂鸣器构成报警电路。
如图2.2所示：图2.2方案二温度测量系统方案框图2.2.2方案论证方案一采用模拟温度传感器，转换结果需要经过运算放大器传给处理器。
它控制虽然简单，但电路复杂，不容易实现对多点温度测量和监控。
由于采用了多个分立元件和模数转换器，容易出现误差，测量结果不是很准确，因此本方案并不可取。
方案二采用智能温度传感器DS18B20，它直接输入数字量，精度高，电路简单，只需要模拟DS18B20的读写时序，根据DS18B20的协议读取转换的温度。
此方案硬件电路简单，但程序设计复杂一些，但是在课题外对DS18B20、字符型液晶显示有所了解，而且曾经在网上看过此类程序设计，并且我们已经使用开发工具KEIL 用汇编语言对系统进行了程序设计，用仿真软件PROTEL DXP对系统进行了仿真，达到了预期的效果。
由此可见，此方案的可行性，体现了技术的先进性，经济上也没有任何问题。