（毕业论文 字数：10757 页数：25）摘 要：温度是一个基本的物理量，它是农业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一。随着农业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广，因此对温度检测技术的要求也越来越高。粮库多点温度监控系统也向着智能化方向发展，有效减少粮食在储存时的损失，成为了现代化粮食保存所必需的。
以80C51为核心构建的温度多点监控系统，采用电流/电压转换电路把传感器AD590测量的电流信号转换成电压信号，并依据测量电压与基准电压差值的10倍即为当前温度值的关系，进行温度测量；采用A/D转换器MC14433把测量得到的模拟电压信号转换成能被单片机处理的数字信号；采用两个二位LED显示器进行温度测量点序号及对应点的温度值显示；在温度值超过限定范围时，利用喇叭作为报警器进行声音报警。

关键词: 温度传感器,单片机,数据转换,显示,智能化。

ABSTRACT ：The temperature is a basic physics quantity, it is one of the most widespread and the most important craft parameters in the agriculture production.Along with the developing of the agriculture, the request to measuring the temperature was more and more higher, and the scope was also more and more wider, so the technical of the temperature examining was also more and more higher.The food database of the temperature supervision system turned the direction development to facing intelligence, and valid reduced the loss for food to store,and becomed essentially to keep food in modern lives.
The food database of temperature supervision system was set up by 80C51 that was the core of the system , and the main function mold piece of the system included:adopting the electric current or electric voltage conversion electric circuit that converted the electric current signal which measured from temperature sensor AD590 to electric voltage signal; adopting the A/D conversion machine MC14433 get the simulative voltage signal to the numerical signal which could be processed by singlechip;adopting double two digit LED displayed the temperature diagraph to order an ordinal number and numerical value that should be displayed;when the temperature exceeded the limitative scope, used trumpet as to annunciator carried on voice to give an alarm.

Key words: temperature sensor;singlechip;data transform;display; intelligence.

目 录

1 绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 国内外研究动态和发展状况 1
1.3 研究的目的和主要解决的问题 2
2温度监控系统的硬件设计 3
2.1 系统的总体设计 3
2.2 温度传感器 3
2.2.1 AD590的功能及特性 4
2.2.2 AD590的工作原理 4
2.3 多路温度采集 5
2.4 测温电路的设计 6
2.5 模数转换器 7
2.5.1 双积分式A/D转换器原理 7
2.5.2 MC14433的功能及特性 7
2.6 MCS-51单片机介绍 8
2.6.1 MCS-51单片机的中央处理器 9
2.6.2 CPU功能与时序 9
2.7 译码显示电路的设计 11
2.8 温度越限报警 12
3 温度监控系统的软件设计 14
3.1 主程序的设计 14
3.2 数据采集子程序设计 14
3.3 温度巡回检测显示程序设计 15
3.4 温度越限报警程序设计 16
4 结论 18
参考文献 20
致 谢 21

1 绪论
1.1 课题的背景和意义
粮食温湿度测量方法以及相应的智能控制一直是粮食保存的一个重要问题，随着中国加入WTO和粮食市场的开放，储存大量的粮食对稳定国民经济起到至关重要的作用。同时，随着我国科技的快速发展和农业自动化程度的提高，粮仓的智能化信息管理系统已经成为粮食储备技术的发展趋势，多点温度监控系统也自然而然的应用到粮食保存方面。
相对于传统的温度测量仪器，多点温度监控系统具有以下一些主要特点：
（1）在粮库内有许多因素都影响到信号传输的稳定性，所以需要该监控系统具有很强的抗干扰能力，能够减小外部的干扰因素对系统的影响，提高监控系统测量的精确度。
（2）由于智能化的数字温度测量系统主要采用LED或LCD等数字显示器件，同传统的模拟仪器相比，其读数更加直观可靠，减小了测量时的误差。
（3）各种功能的大规模集成电路的应用，极大地提高了系统的技术性能，特别是高性能的单片机的使用，使得由硬件组成的电路通过软件实现对其的控制，提高，提高整个系统的可靠性和智能化程度。
（4）能够实现温度的多点测量，在中、大型粮库中能够在不同的位置测量温度的变化，并把采集的数据显示在显示器上，提高了粮库的管理效率。当温度超过安全值时，系统则会通风报警，直到温度降低到安全值以下则恢复正常。
最近几十年来，在各种高新材料和高新技术的推动下，显示器件经历了机械式、机电式和全电子式的发展过程，从最初的模拟仪表发展到如今主要采用的数字显示系统，各种不同功能的集成电路芯片地不断出现更使得该系统的技术性快速提高，电路布局更加简单、明了，体积缩小，功能增强，调试与维护也更为方便。
1.2 国内外研究动态和发展状况
随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也有了不断的进步，目前的测温方法繁多，应用的范围也较为广泛，大致包括以下几种：
（1）利用物体热胀冷缩原理制成的温度检测计，利用此原理制成的温度计大致分成三类：玻璃温度计、双金属温度计、压力式温度计。
（2）利用热电效应技术制成的温度检测元件。利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热点偶具有结构简单、制作方便、测量范围广、精度高、热惯性小等特点，因此广泛作为温度传感器的敏感元件。
（3）利用热阻效应技术制成的温度计。用此技术制成的温度计大致可分成以下几种：电阻测温元件、导体测温元件、陶瓷热敏元件。
（4）利用热辐射原理制成的高温计。热辐射高温计常分为两种：一种是单色辐射高温计，一般称为光学高温计；一种是全辐射高温计。它的原理是物体吸收热辐射后，视物体本身的性质，能将它吸收、透过或反射。
随着农业生产效率的提高，智能化水平也不断扩大，因而对温度检测技术的要求也越来越高，一般可归纳为以下几点：
（1）对检测精度的提高和范围的扩展，可以使系统在某些特定环境下监控粮食的保存问题，增加粮食保存的时间，减少粮食在保存时受到的损失。
（2）扩大测温对象。温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围已经从农业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。
（3）发展新型产品。利用老的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足粮食保存的需要。
（4）显示数字化。温度检测向数字化方向发展，其最大的优点是直观、无度数误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。
（5）标定自动化。应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度检测器。
1.3 研究的目的和主要解决的问题
近年来，由于微处理器的引入，有力地推动着监控系统的智能化和功能多样化的进程，这使得该系统不再是传统仪器那样的硬件实体，而是硬件软件的结合实体。从严格意义上讲，智能化意味着将人工智能的理论、方法和技术应用于该系统，使之具有拟人智能的特性或功能，其目的在于使监控系统在测量温度的同时，能够将所测量的数据进行处理，不但可以解决用传统方法很难解决的问题，而且可望解决另一些用传统方法根本不能解决的问题。
通过对以80C51为核心的温度监控系统的构建，我们能够了解该系统在监控时主要解决的问题：温度传感器测量所得到的温度信号，经过前置处理电路把电流信号转变为电压信号，再由A/D转换器把模拟温度信号转换成单片机能够接受的数字信号，并送入单片机中。单片机接受信号后，调用存放在EPROM中的程序，对其进行各种智能化处理，得出精确的测量温度值，并由4位LED显示器显示被测量点的序列号及对应的温度值。如果当前温度值超出所设定的报警极限值，则由相关报警装置进行越限报警。
本系统的开发不光能被单独用来作为粮库温度测量监控工具，还可用来作大规模系统中的重要部件。由于该系统选用的元件都比较低廉，而且具有可靠的控制精度和稳定性，实用价值较高，使得该系统具有一定的市场竞争力。

2温度监控系统的硬件设计
在智能化测量系统中，单片机是核心，因此在硬件设计时首先要考虑单片机的选择，然后再确定与之配套的外围芯片。整个系统除感温元件外，主要由前置I/V转换电路、模数转换电路、单片机系统、显示电路以及报警装置组成。感温元件检测温度后，将温度信号转变成电压信号，由于温度测量元件的输出电压非常小，因此必须经过放大后才能被准确测量。电压信号经过A/D转换后变成数字信号，再由单片机进行数据处理及进行相应的显示和报警。
2.2 温度传感器
温度传感器选用AD590，该器件是利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，在被测温度一定时，相当于一个恒流源。其具有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性，即使电源在5～15V之间变化，其电流只是在1 A以下作微小变化。
2.2.1 AD590的功能及特性
AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值，具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。其电路外形如图2所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V+；2脚为电流输出端 ；3脚为管壳，一般不用。