文档介绍：1 绪论 1
本课题研究背景 1
研究的目的及意义 3
主要研究工作内容 3
2 系统总体方案设计 4
系统设计要求 4
总体设计方案 4
5
系统的工作原理 6
3 系统硬件电路设计 7
温度传感器的选择 7
温度传感器的发展 7
热敏电阻的特性 8
测量模块的设计 10
测量模块的组成 10
11
模拟基准回路设计 11
12
动态显示,时钟日历的设计 12
键盘/显示器的接口的实现 12
时钟日历接口的实现 13
IC接口电路的设计 18
SLE4442芯片特点 18
IC卡与单片机的接口电路 19
4结束语 21
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
本课题研究背景
粮食是关系国计民生的重要战略物资,吃饭始终是人类赖以生存和社会稳定的头等大事,粮食的储存和保管工作国家和各级政府都十分重视。
粮食温度是能否保证粮食安全存储的重要指标之一,国内外在该领域研究都投入了巨大的人力物力。国际上以美国加拿大为代表的产粮大国的粮食温度监控技术已经发展到了成熟的地步,高科技数字式温度产感器广泛应用于粮食温度监测系统。该传感器采用了半导体集成电路誉为控制器的最新技术,在一个管芯上集成了半导体温度测量芯片,数据信号转换芯片,计算机接口芯片,存储器芯片等多个功能模块。除了完成温度检测功能外,一些数字温度传感器还可以同时完成预知温度范围报警,多路A/D 转换,温度补偿等功能。由于数字温度传感器直接输出数字量从而解决了温度信号的长距离传输问题及传输过程中因干扰和衰减导致的精度降低问题。
由Analog Device 公司生产的AD7418 数字式温度传感器,集成了A/D 转换器,参考电源,采样保持器,多路开关及温度监控报警电路。温度敏感器件采用带隙式半导体温度传感器(Bandgap Temperature Sensor),具有较好的稳定性和精度。该器件可以在片内将温度传感器的模拟量通过A/D 转换器转换成数字量。片内具有可预置的温度报警寄存器,可以通过外部程序控制来设定报警的上限温度和下限温度,当传感器温度超出该温度范围时,OTI引脚输出报警信号通知控制系统或直接用于控制。
National Semiconducor 公司生产的LM74数字式温度传感器,集成了带隙式温度传感器,Delta-Sigma型数模转换器,并具有SPI/Microwrite兼容总线接口。在传感器通电工作后,自动按一定速率对温度进行检测,并在片内寄存器中存储转换的温度值,可以在任意时刻读出传感器的温度值。LM74具有休眠模式,在休眠时消耗的电流不超过10uA,功率消耗低。LM74的数模转换器为12位外加符号位,因此在其有效工作范围内可以达到
℃的分辨率。由于采用了SPI/microwrite 兼容总线接口,可以将多个传感器挂接在总线上,通过片选信号对特定器件进行读写操作。
由美国Dallas Semiconductor公司推出的单线数字化测温集成电路—数字温度传感器DS1820,采用单线接口式,可通过数据线直接供电,具有超低功耗工作方式,测温范围-55-125℃,温度转换值以九位数字方式串行输出。微控制器与DS1820仅需一条线,每一DS1820在出厂时已给出了唯一序号,因此,在同一条单总线上可挂接任意多个DS1820 . DS1820的序号值存放在内部ROM中。传感器内部还有两个八位的用于存放温度数据的RAM,1号存放温度数据的正负符号,0号存放温度值的补码,采用塑封的DS1820易于封装在测温电缆中
加拿大OPI 公司的“粮食仓储管理系统”是世界上有名的粮食仓储管理系统。在我国的世行贷款粮库建设项目中大型粮食的中转库项目中的粮温检测系统采用的就是OPI 公司的产品。该系统分为硬件和软件两部分,硬件部分主要由数字式温度传感器,测温电缆,测控单元,计算机四部分组成。软件部分是由集粮仓检测,报警和主动控制为一体的OPIGIMAC软件。
该系统使用的数字式传感器是OPI公司自行设计生产的,测温电缆集通讯与承重功能于一体,外表采用高密度聚乙烯材料经特殊工艺压制而成,截面为椭圆形设计,截面积小,受力合理。电缆连接采用可插拔式,连接方便。缆芯可更换,便于维修。其“专家管理系统”不仅能随时对粮食的温度加以监控,而且还能对外界环境温度和相对湿度进行检测,结合当地历史气候条件,选择最佳时间控制通风机和其他设备,主动调节粮食温度和湿度,以最小的能耗使