倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目 倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 張鵬學(xué)生姓名 姜治寧二o一四 年 四 月 倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要防潮，防腐蝕，防盜竊等這些倉(cāng)庫(kù)日常工作是倉(cāng)庫(kù)管理的重要指標(biāo)和重要組成部分。它們直接影響貯藏物品的壽命，數(shù)量和質(zhì)量。所以濕度和溫度的測(cè)量是保證倉(cāng)庫(kù)內(nèi)物品能夠正常使用的重要因素。然而，傳統(tǒng)的方法是使用濕度計(jì)，干濕球濕度計(jì)，雙金屬條帶濕度測(cè)量?jī)x等檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)人工測(cè)量，如果溫度和濕度不符合倉(cāng)庫(kù)的正常數(shù)值，就要進(jìn)行通風(fēng)，干燥和降低溫度，但這個(gè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率還不高，并且在濕度和溫度的測(cè)量中誤差較大而且人工的費(fèi)用是相當(dāng)大的。因此，我們需要一種簡(jiǎn)單、方便和精確的測(cè)量方法。本文擬設(shè)

2、計(jì)一個(gè)倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，用于全天候監(jiān)測(cè)倉(cāng)庫(kù)溫濕度變化。本文首先對(duì)倉(cāng)庫(kù)的理論溫濕度進(jìn)行研究討論。檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)的溫度和濕度需要在線測(cè)量根據(jù)檢測(cè)的原則和要領(lǐng)，從而確定一個(gè)合理的溫度和濕度的監(jiān)測(cè)方案。關(guān)鍵詞：管理;倉(cāng)庫(kù);溫度和濕度warehouse monitoring system designabstractthis paper intends to design a warehouse temperature and humidity detection system for real-time online monitoring of warehouse temperature and humi

3、dity changes . firstly, the theoretical temperature and humidity monitoring the warehouse for discussion. detection warehouse temperature and humidity measurements need to be online according to the principles and essentials detection monitoring program to determine a reasonable temperature and humi

4、dity.moisture-proof , anti-corrosion , anti- theft , etc. these are important indicators of the daily work of the warehouse and an important part of warehouse management. they directly affect the quantity and quality of storage life . therefore, measurement of humidity and temperature is an importan

5、t factor to ensure the normal use of the warehouse of the article . however , the traditional method is to use a hygrometer, hair hygrometer, bimetal strip humidity measuring instrument, such as testing equipment, through artificial measurement, if the temperature and humidity values do not meet the

6、 normal warehouse , we should be ventilated to reduce the drying and lower temperatures however, this method is time-consuming , and efficiency is not high , and the error is large and the cost of labor in the measurement of humidity and temperature is quite large. therefore, we need a simple, conve

7、nient and accurate method of measurement.keywords : management ; warehouse ; temperature and humidity目 錄摘 要iabstractii緒 論11 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)31.1 選題背景31.2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求32 硬件設(shè)計(jì)52.1 信號(hào)采集52.1.1 溫度傳感器52. 1. 2 濕度傳感器82.1.3 多路開(kāi)關(guān)112.2 信號(hào)分析與處理122.2.1 a/d 轉(zhuǎn)換122.2.2 單片機(jī)8031142. 2. 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)152. 2. 4 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)152.3 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì)1

8、52. 3. 1 顯示電路152. 3. 2 報(bào)警電路163 軟件設(shè)計(jì)173.1 主程序流程圖183.2 t0中斷流程圖193.3 溫度采樣子程序流程圖203.4 報(bào)警子程序流程圖21結(jié) 論22參考文獻(xiàn)23致 謝24附 錄25緒 論對(duì)于藥品，服裝，食品等物品的倉(cāng)庫(kù)溫度和濕度監(jiān)測(cè)應(yīng)用是非常廣泛的。在現(xiàn)實(shí)生活中由于很多倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)，因此倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。如果我們解決了倉(cāng)庫(kù)中所存儲(chǔ)的物品的質(zhì)量問(wèn)題，就可以預(yù)防重大經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)目前的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，操作方便，易于使用和工作人員的操作，該系統(tǒng)可用于公司的建設(shè)并為公司帶來(lái)極大的便利。而在其中溫度和濕度

9、是他們重要的衡量目標(biāo)，濕度與溫度的改變直接影響到物品的狀態(tài)，當(dāng)濕度溫度超出了物品的承受范圍，就會(huì)發(fā)生一些物理或者是化學(xué)變化，嚴(yán)重影響物品的質(zhì)量，所以我們要嚴(yán)格控制溫度與濕度的變化。如果用人力去改變溫度和濕度將會(huì)是巨大的工作量，同時(shí)這部分的資金也是比較巨大的，人力雖然可以對(duì)其溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是會(huì)非常耗時(shí)，這時(shí)一款簡(jiǎn)單，易于操作的可以監(jiān)測(cè)溫濕度的設(shè)計(jì)，會(huì)給人們省去大部分的時(shí)間，同時(shí)也可以隨時(shí)查看溫濕度的變化，當(dāng)溫濕度超出正常的范圍，操作人員會(huì)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并對(duì)其解決，避免不必要的損失，也避免了因?yàn)槿藶榈恼`操作，產(chǎn)生誤報(bào)，以及人為的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生一些誤差，這都將會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。系統(tǒng)包括傳感器

10、，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，微控制器， led顯示器，報(bào)警電路。本文介紹了利用8031來(lái)保存產(chǎn)品溫濕度的檢測(cè)要領(lǐng)。該系統(tǒng)是基于程序溫濕度監(jiān)測(cè)單片機(jī)系統(tǒng)，鏈接到51微控制器內(nèi)核進(jìn)行測(cè)量。以8031作為監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備可以自動(dòng)收集溫度保持處理，緩沖，轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行報(bào)警。安全方便，性能可靠。1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的靈敏度高，易于操作等特點(diǎn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)。另外，溫度和濕度傳感器，可產(chǎn)生模擬信號(hào)，再通過(guò)具有a/d轉(zhuǎn)換性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)化為便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，該設(shè)計(jì)以8031為核心的倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括a/d轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)，復(fù)位電路，溫度測(cè)試，濕度測(cè)試，鍵盤掃描性能，報(bào)警電路，系統(tǒng)軟件和其他部分

11、設(shè)計(jì)。如圖1-1所示圖1-1系統(tǒng)總框圖1.1 選題背景防潮，防腐蝕，防盜竊等這些倉(cāng)庫(kù)日常工作是倉(cāng)庫(kù)管理的重要指標(biāo)和重要組成部分。它們直接影響貯藏物品的壽命，數(shù)量和質(zhì)量。所以濕度和溫度的測(cè)量是保證倉(cāng)庫(kù)內(nèi)物品能夠正常使用的一個(gè)重要因素。然而，傳統(tǒng)的方法是使用濕度計(jì)，毛發(fā)濕度計(jì)，雙金屬條帶濕度測(cè)量?jī)x等檢測(cè)設(shè)備，通過(guò)人工測(cè)量，如果溫度和濕度不符合倉(cāng)庫(kù)的正常數(shù)值，就要進(jìn)行通風(fēng)，干燥和降低溫度，但這個(gè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率還不高，并且在濕度和溫度的測(cè)量中誤差較大而且人工的費(fèi)用是相當(dāng)大的。因此，我們需要一種簡(jiǎn)單、方便和精確的測(cè)量方法。1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求一、基本功能檢測(cè)溫度、濕度11。顯示溫度、濕度1

12、1。過(guò)限報(bào)警11。二、主要技術(shù)參數(shù)溫度檢測(cè)范圍 -30-+5011。測(cè)量精度：111。濕度檢測(cè)范圍：10%-100%rh11。檢測(cè)精度：1%rh11。顯示方式：溫度：三位顯示 濕度：三位顯示11。報(bào)警方式：三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警11。2 硬件設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)必須具有計(jì)算機(jī)捕捉重要信息，測(cè)量信息和輸入通道的功能。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)，如何獲得準(zhǔn)確的信號(hào)是非常重要的;而對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，目標(biāo)狀態(tài)也就是測(cè)試對(duì)象的狀態(tài)，并進(jìn)行監(jiān)測(cè)反饋也是十分重要的。 傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的第一環(huán)節(jié)，是系統(tǒng)的重要組成部分，以捕獲和轉(zhuǎn)換信號(hào)并且配合其他器件來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，從而使設(shè)備

13、可以在最佳的工作狀態(tài)，保證生產(chǎn)的高效率和高品質(zhì)。2.1 信號(hào)采集 2.1.1 溫度傳感器本設(shè)計(jì)用到的是ad590，溫度范圍是-55+150，其精度非常高。ad590可以承受44v正向電壓和20v反向電壓，因此該設(shè)備即使接反了 ，也沒(méi)有大礙，可以用直流電源，不需要校正，很容易使用，界面很簡(jiǎn)單。電流輸出型傳感器和所述電壓輸出相比，它具有抗外部干擾能力強(qiáng)的特征，ad590的測(cè)量信號(hào)可以被傳輸?shù)讲恢拱倜?。?dāng)測(cè)量的溫度不變化，ad590是一個(gè)恒流源，因?yàn)樗呛?30v的直流電源連接，輸出端接電阻阻值為1k的電阻上，此電阻上流過(guò)的電流將和被測(cè)溫度成正比，此時(shí)電阻兩端的信號(hào)為1mv/k的電壓信號(hào)，基本電路如

14、圖2-1所示。圖2-1 ad590內(nèi)部核心電路圖2-1是利用ube特性的集成pn結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。其中t1 t2起恒流的作用，可以使兩個(gè)支路的集電極電流相等; t3，t4是感應(yīng)溫度的晶體管，這兩個(gè)管的工藝完全一樣的，但t3的晶體管是由多個(gè)相同的晶體管組成，從而結(jié)面積是t4的多倍。t3和t4的發(fā)射結(jié)電壓ube3和ube4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻r上，所以r上端電壓為ube。因此，電流i1為：針對(duì)ad590中，n = 8，因此總電路電流將與溫度成正比，該電流被施加到負(fù)載電阻rl上，可以得到與t成正比的電壓.由于恒定電流的特性，所以輸出信號(hào)不受電線電阻的影響，如圖2-2所示。圖2-2 ad5

15、90內(nèi)部電路圖2-2是ad590的內(nèi)部電路， t1t4對(duì)應(yīng)于圖2-1中的t1，t2和t9，t11對(duì)應(yīng)于t3，t4。r5，r6是具有低溫度系數(shù)的電阻。t5，t12和t10為啟動(dòng)電路，有一個(gè)恒定的偏置二極管t5。t9和t11，相反極性的發(fā)射極結(jié)電壓相互串連在電阻r5和r6 ，是以我們能夠?qū)懗觯簉6上只有t9的發(fā)射極電流，而r5上除了有t10的電流還有t11的電流，根據(jù)上述公式不難看出，為了改變ube ，可以調(diào)節(jié)r5然后調(diào)節(jié)r6，增大r5和減少r6的效果是一樣的，其結(jié)果是降低了ube ，僅此而已，改變r(jià)5為ube更顯著作用，因?yàn)樗懊嬗休^大的系數(shù)。ad590是電流型溫度傳感器，通過(guò)電流的變化來(lái)間接測(cè)

16、量溫度。根據(jù)齒輪的特性，ad590后綴以i，j，k，l，m表示。ad590像往常一樣進(jìn)行高精度溫度測(cè)量電路，該電路形狀如圖2-3所示，它采用了金屬殼3腳封裝，其中一個(gè)引腳是電源v+的正端; 2腳為輸出的電流i0 3腳為管殼，一般的時(shí)候沒(méi)用，如圖2-4所示。圖2-3 ad590外形電路圖圖2-4集成溫度傳感器電路符號(hào)1、流過(guò)器件的電流（a）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開(kāi)爾文）度數(shù)，即如圖公式2-1所示（2-1）式中：it 流過(guò)器件（ad590）的電流，單位a11。 t熱力學(xué)溫度，單位k11。2、 ad590的測(cè)溫范圍-50- +15511。3、輸出電阻為710m11。4、精度高。ad590共有

17、i、j、k、l、m五個(gè)不同的功能檔，其中m檔精度最高，在-50+155范圍內(nèi)，非線形誤差0.511。ad590是用于測(cè)量溫度的基本電路。因?yàn)闇囟日扰c流過(guò)的電流，當(dāng)電阻r1和r2的電阻是1k，輸出電壓v0隨溫度變化而變化為1mv。然而，由于ad590的增益有誤差，因此電路安排調(diào)解，調(diào)解要領(lǐng)為： ad590放在0度的水中，調(diào)解電位器r2 ，使v0=273.2+2 =298.2（mv）。保證0 調(diào)解或25 的時(shí)候具有較高的精確度。把r2調(diào)節(jié)到0，調(diào)解lf355運(yùn)算放大器的增益。調(diào)解要領(lǐng)如下：調(diào)制r2在0 時(shí)，輸出v0=0，則調(diào)制在100r4使v0 = 100mv的。調(diào)制和如此反復(fù)幾次，直到在0 時(shí)

18、，v=0mv信號(hào)，100時(shí)為止v0=100mv的。最后在室溫下保持校準(zhǔn)。例如，溫度為25 ，則v0應(yīng)為25mv 。冰水混合物是0，沸點(diǎn)100的水。如圖2-5所示。圖2-5 溫度測(cè)量電路2. 1. 2 濕度傳感器測(cè)量濕度的原理和要領(lǐng)：其原理是物品與周圍空氣中的水接觸后，發(fā)生物理化學(xué)變化可以間接地測(cè)量周圍空氣（大氣濕度）的水分含量。hs1100/hs1101濕度傳感器。 hs1100/hs1101電容式傳感器，在電路結(jié)構(gòu)等效于一個(gè)電氣元件，與物品周圍空氣中的水分多少變化而變化。不必要校正，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，靈活性大。傳感器有一些誤差數(shù)據(jù)：從10的相對(duì)濕度- 100的區(qū)別;從16pf電容改變

19、為200pf ，誤差不大于2rh ;響應(yīng)小于5s;溫度系數(shù)為0.04pf。可見(jiàn)精度較高。這里hs1100/hs1101濕度傳感器特點(diǎn)及其功能。一、特點(diǎn)不需要進(jìn)行必要的校正，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，具有非?？斓捻憫?yīng)時(shí)間，專利的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，具有兩種封裝產(chǎn)品分別是頂端接觸和側(cè)面接觸，適用于線性輸出電壓和頻率輸出的兩種電路，適用于自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配生產(chǎn)線。如圖2-6所示溫度范圍。圖2-6濕敏電容工作的溫濕度范圍圖2-7濕度電容響應(yīng)曲線從上圖分析得到的數(shù)據(jù)，可以知道此傳感器精確度比較高，相對(duì)準(zhǔn)確。二、功能hs1100/hs1101是電容傳感器，可以等效為一個(gè)電器元件，隨著空氣中濕度的變化電容發(fā)生變化。如

20、何轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)容易處理數(shù)字信號(hào)，往往有兩種主要方法：首先產(chǎn)生的整流正弦波電壓信號(hào)，直流放大，然后在a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào);另一種是放置在濕度電容振蕩電路555，如圖2-8所示。圖2-8 頻率輸出的555振蕩電路振蕩電路交替的兩個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程如下：首先，將電源vs解決r4，r2充電到c，經(jīng)t充電時(shí)間后，uc到達(dá)芯片比較高的觸發(fā)電平，約0.67vs，然后輸出引腳3端由高電平降到很低，那么通過(guò)r2放電，經(jīng)過(guò)t放電時(shí)間后，uc降落比較低的觸發(fā)電平，約0.33vs輸出，輸出引腳3由低電平降到高電平，多次之后，形成一個(gè)方波輸出。其中，充電和放電時(shí)間 t充電= c（r+ r2）中，ln2 t放電= cr

21、2中，ln2 因此，該方波輸出的頻率是 如圖（2-2）所示。（2-2）解決相對(duì)于該信號(hào)的頻率可見(jiàn)，空氣濕度測(cè)量電路555的變化成反比，如圖表所示。表2-1、空氣濕度與電壓頻率的典型值三、多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為8路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道。圖2-9 多路分時(shí)的模擬量輸入通道這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 對(duì)adc、s/h要求高1。（2） 處理速度慢1。（3） 硬件簡(jiǎn)單，成本低1。（4） 軟件比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的濕度信號(hào)采集八路的模擬信號(hào)采集電路，cd4051多路使用，硬件接口如圖2-10顯示圖2-10八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路

22、硬件接口2.1.3 多路開(kāi)關(guān)多路轉(zhuǎn)換器，也被稱為“多路模擬轉(zhuǎn)換器”。是有許多多路模擬開(kāi)關(guān)，通過(guò)從不同的地址中的任何一個(gè)信道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了的多個(gè)信道的不同線路的開(kāi)關(guān)如何與設(shè)備進(jìn)行連接的功能。反之，當(dāng)從公共輸入的模擬信號(hào)輸入時(shí)，起到隔板的作用。所以多路開(kāi)關(guān)是具有多種功能的元器件。 在此設(shè)計(jì)中，使用的雙向控制的溫度和濕度，所以將會(huì)有兩種信號(hào)被采集，這時(shí)候采用多路開(kāi)關(guān)是非常必要的。 我使用的是cd4051多路的開(kāi)關(guān)，在圖2-11所示的原理cd4051內(nèi)部框圖。圖2-11 cd4051的內(nèi)部原理框圖表2-2輸出端out/in輸出端out/in和各通道的接通關(guān)系輸入狀態(tài)接通通道輸入狀態(tài)接通通道

23、lnhcbalnhcba000000101500011011060010201117001131xxx均不顯示01004 2.2 信號(hào)分析與處理2.2.1 a/d 轉(zhuǎn)換 一、a/d轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)為了把傳感器測(cè)量出來(lái)的溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳到中央處理器進(jìn)行處理，所以本系統(tǒng)采用a/d轉(zhuǎn)換器mc14433，它精度很高11。mc14433a/d轉(zhuǎn)換器因?yàn)槎畏e分時(shí)間比較長(zhǎng)，a/d轉(zhuǎn)換速度比較慢，但精確度可以做得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾幾乎為零，抗干擾能力強(qiáng)11。常用的有3.5位雙積分a/d裝換器mc14433 和4.5位雙積分a/d轉(zhuǎn)換器icl7135二、mc14433a/d轉(zhuǎn)換器件簡(jiǎn)介mc14

24、433是半雙積分型a/d轉(zhuǎn)換器，具有抗干擾能力強(qiáng)，精確度高的特點(diǎn)，但是缺點(diǎn)就是轉(zhuǎn)換的速率比較低，例如，在低速的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)中，被廣泛的應(yīng)用12。 mc14433a/ d轉(zhuǎn)換器與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品5g14433完全一致，可以相互轉(zhuǎn)換。 三，mc14433a/ d轉(zhuǎn)換器的工作原理 mc14433a/ d轉(zhuǎn)換器來(lái)轉(zhuǎn)換電壓范圍為199.9或1.999v。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)在是以四次送出的。且以bcd碼的形式，如圖2-12所示圖2-12 mc14433a/d轉(zhuǎn)換器內(nèi)部邏輯框圖圖2-13 mc14433引腳圖mc14433 的框圖和引腳功能說(shuō)明各引腳的功能如下：如圖2-13所示。vdd：主工作電源+5v11。vee:

25、 模擬部分的負(fù)電源端，接-5v11。vag：模擬地端11。vss：數(shù)字地端11。vr：基準(zhǔn)電壓 11。ri：積分電阻輸入端，vx=2v時(shí)，r1=470；vx=200mv時(shí)，r1=27k11。c1：積分電容輸入端。c1 一般為0.1f11。r1/c1：r1 與c1的公共端11。clki、clko ： 外界振蕩器時(shí)鐘調(diào)節(jié)電阻rc，rc一般取 470 k左右11。eoc：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，正脈沖有效11。du：?jiǎn)?dòng)新的轉(zhuǎn)換，若du與eoc相連，每當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束后，自動(dòng)啟動(dòng)新的轉(zhuǎn)換。如圖表2-3所示，我們不難看出q3q0的結(jié)果，以及當(dāng)數(shù)值不同的時(shí)候他們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，是超量程還是欠量程四、 mc1

26、4433 與8031單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)由于mc14433的a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)果是一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)間輸出bcd碼，q0q3he ds1ds4都不是一個(gè)總線類型。因此，通過(guò)并行i/o接口或擴(kuò)展i/o，對(duì)于8031的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，mc14433可以和p1口或者i/o接口相連接，下面就是一些接口如圖2-15所示。圖2-15 mc14433與8031單片機(jī)p1口直接連接硬件接口2.2.2 單片機(jī)8031我們要設(shè)計(jì)這樣的系統(tǒng)，使用8031作為一個(gè)重要的處理芯片，前向信道是一個(gè)非電信號(hào)的采集過(guò)程。它是無(wú)電信號(hào)通過(guò)傳感器收集，通過(guò)傳感器放大處理后，該信號(hào)被放大，轉(zhuǎn)換為便于信號(hào)的計(jì)算機(jī)處理，即數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，然后傳送到計(jì)算

27、機(jī)進(jìn)行處理。 由于系統(tǒng)沒(méi)有內(nèi)置的rom，存儲(chǔ)器和處理需要進(jìn)行擴(kuò)展，以滿足存儲(chǔ)器的規(guī)定，其結(jié)果將通過(guò)顯示器顯示。 8031是由8部分組成，即cpu，一時(shí)鐘電路，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并行端口，串行端口，和中斷系統(tǒng)的定時(shí)計(jì)數(shù)器，它是由一個(gè)單一的總線連接，并且被集成在一個(gè)單一的半導(dǎo)體芯片上，也就是說(shuō)，一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)。2. 2. 3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)存儲(chǔ)在內(nèi)部ram單片機(jī)數(shù)據(jù)非常容易丟失，特別是一些非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，如果丟失，后果可能會(huì)很嚴(yán)重，所以掉電保護(hù)是一個(gè)非常重要的部分，如果有發(fā)生掉電，掉電保護(hù)可以保持的原始時(shí)期的系統(tǒng)的工作狀態(tài)，也可以儲(chǔ)存一些重要的信息時(shí)的，在恢復(fù)供電之后會(huì)繼續(xù)工做。2. 2.

28、4 系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)8031必須使用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，8031本身是一個(gè)大的同步時(shí)序電路，8031實(shí)施嚴(yán)格的指令集，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)固性。通常有兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。我們采用的是內(nèi)部時(shí)鐘，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們采用具有良好的溫度穩(wěn)定性的npo電容，采用晶振頻率為12mhz。圖2-16 系統(tǒng)時(shí)鐘2.3 顯示與報(bào)警的設(shè)計(jì) 2. 3. 1 顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)方案中，像往常一樣鍵盤和性能放在一起考慮。該計(jì)劃是利用串行口實(shí)現(xiàn)8031鍵盤/顯示器接口。當(dāng)8031使用8031外擴(kuò)鍵盤/性能設(shè)備與串行端口的時(shí)候。如圖2-17所示的硬件接口電路圖2-17鍵盤及顯示與主機(jī)的硬件接口圖2-

29、17在下面8個(gè) 74ls164：74ls164（0）74ls164（7）作為輸出代碼段y 2作為一個(gè)同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)的表現(xiàn)亮度大，會(huì)容易的達(dá)到顯示不閃爍，靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)cpu的負(fù)荷比較小，因此可以沒(méi)必要掃描顯示器，軟件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，使微控制器能夠有更多的時(shí)間來(lái)處理其他的事情。2. 3. 2 報(bào)警電路在小的監(jiān)控控制系統(tǒng)中，為了安全的生產(chǎn)，都設(shè)有報(bào)警系統(tǒng)，提醒操作人員注意觀察，有時(shí)需采取緊急措施。該方法是通過(guò)傳感器傳回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并設(shè)有一定的正常值，如果超出或者低于正常值，警報(bào)系統(tǒng)就會(huì)工作，如沒(méi)異常就會(huì)正常顯示。該設(shè)計(jì)通過(guò)蜂鳴器鳴響報(bào)警電路。蜂鳴器鳴叫報(bào)警接口電路只需購(gòu)買市售

30、的壓電式蜂鳴器，然后鏈接到電路中，如圖2-18所示。 圖2-18 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警電路本設(shè)計(jì)是為在溫濕度測(cè)量中對(duì)溫濕度的上下限超出是的提示報(bào)警，接口位于單片機(jī)at89c51 的p3.2口，但溫濕度過(guò)限時(shí)，p3.2口被置0，本系統(tǒng)開(kāi)始工作。3 軟件設(shè)計(jì)溫度控制總體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）鍵盤掃描，溫度顯示;（2）溫度和濕度的采樣，數(shù)字濾波；（3）超限報(bào)警和處理;（4）溫標(biāo)轉(zhuǎn)換。一般來(lái)說(shuō)，溫度控制由兩個(gè)部分組成，由主程序和t0中斷程序組成。下列關(guān)于標(biāo)度變換的簡(jiǎn)要介紹：目的是將投入實(shí)際樣品的二進(jìn)制值轉(zhuǎn)化為bcd碼形式的溫度值，然后存儲(chǔ)在緩沖34h - 3bh。轉(zhuǎn)換公式如圖3-1所示。圖3

31、-1式中： a0是一個(gè)測(cè)量范圍儀表的下限; am為上限;ax為實(shí)際的數(shù)值，n0為儀表下限所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，nx為測(cè)量數(shù)字量。nm是儀表上限。3.1 主程序流程圖主程序的功能是為了實(shí)現(xiàn)溫濕度的監(jiān)測(cè)，讀出并處理傳感器所測(cè)量出來(lái)的數(shù)值，并設(shè)定一個(gè)正常值，以便于實(shí)時(shí)溫度與之形成對(duì)比，當(dāng)溫濕度低于或者高于這個(gè)正常值時(shí)，開(kāi)始報(bào)警。如圖3-1所示。開(kāi)始設(shè)堆棧清標(biāo)志清暫存顯示清顯示溫度采樣掃描鍵盤t0初始化串行初始化cpu開(kāi)中斷圖3-1 主系統(tǒng)流程圖3.2 t0中斷流程圖保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定1s時(shí)間計(jì)數(shù)溫度數(shù)據(jù)采樣標(biāo)度變換顯示重裝時(shí)間常數(shù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)返回是否到1s是否越限t0中斷報(bào)警程序yynnt0中斷程序主要是監(jiān)測(cè)實(shí)施的

32、溫濕度是不是超過(guò)或者低于正常數(shù)值，超出或者低于就會(huì)報(bào)警，第一保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，定時(shí)器的時(shí)間應(yīng)該設(shè)定為1秒，然后進(jìn)行溫濕度的監(jiān)測(cè)，如果超出或者低于正常值。就會(huì)報(bào)警，沒(méi)有則繼續(xù)工作，流程圖如圖3-2所 圖3-2 t0中斷流程圖3.3 溫度采樣子程序流程圖 這各部分主要完成的就是經(jīng)過(guò)處理其處理過(guò)的并且裝換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)，溫度和濕度都需要進(jìn)行采集并在其過(guò)程中要時(shí)刻刷新，去除舊的數(shù)據(jù)，如下如3-3所示。y送采樣數(shù)據(jù)地址返回各通道都采樣一次采樣程序送送通道號(hào)初值送出通道號(hào)啟動(dòng)a/d讀a/d數(shù)據(jù)修改地址與通道號(hào)n圖3-3 溫度采樣子程序流程圖3.4 報(bào)警子程序流程圖本部分功能主要是實(shí)現(xiàn)報(bào)警的程序，當(dāng)傳感器傳回的數(shù)

33、據(jù)，高于或者低于正常數(shù)值，警報(bào)程序開(kāi)始工作，當(dāng)報(bào)警結(jié)束后會(huì)回到初始的數(shù)值，為后續(xù)的工作準(zhǔn)備。如圖3-4所示。報(bào)警持續(xù)計(jì)數(shù)器置初值報(bào)警置位報(bào)警標(biāo)志啟動(dòng)報(bào)警器返回圖3-4 報(bào)警子程序流程圖 結(jié) 論本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)具有高靈敏性，容易操作等特性，以及溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)，加上a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能功能,所設(shè)計(jì)出的一款以8031為核心的倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括a/d轉(zhuǎn)換芯片、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、濕度檢測(cè)、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分。此系統(tǒng)在實(shí)際生活中以及企業(yè)管理中得到了充分的利用，可以幫助檢測(cè)人員更加及時(shí)有效的掌握倉(cāng)庫(kù)的各種環(huán)境變換，與其對(duì)應(yīng)的作出相應(yīng)的政策?？梢愿咝У?，迅速的，反映出倉(cāng)庫(kù)的實(shí)時(shí)狀況，防止物品發(fā)生物理或者化學(xué)的變化，造成不必要的損失。當(dāng)今社會(huì)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?，它以較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，簡(jiǎn)單的操作性得到了人們的大量肯定和青睞。并且主要用于大型的企業(yè)，便于管理和檢測(cè)，給人們的生活，工作帶來(lái)了極大的便利。參考文獻(xiàn)1 張琳娜，劉武發(fā)傳感檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用中國(guó)計(jì)量出版社，19992 沈德金，陳粵初mcs-51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗本┖?/p>