張可菊 高云華

沈陽工學(xué)院

淺談小型糧食水分測量儀的設(shè)計

張可菊 高云華

沈陽工學(xué)院

本文通過對糧食水分的分析與研究，設(shè)計了一個基于單片機(jī)的糧食水分測量系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用模塊化、層次化設(shè)計思想來實現(xiàn)。

糧食水分 測量系統(tǒng) 單片機(jī)控制

1 引言

本文選用用新型的智能濕度傳感器DHT11實現(xiàn)對糧食濕度的檢測，將濕度信號通過傳感器進(jìn)行信號的采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程。再運(yùn)用單片機(jī)STC89C52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，實現(xiàn)對濕度的顯示。顯示部分采用數(shù)碼管顯示所測濕度值。

2 硬件總體框圖

系統(tǒng)工作的過程是:當(dāng)用戶通過水分測量儀測量糧食濕度時，將濕度傳感器DHT11插入糧食，濕度信號采集模塊對被測量的糧食中的水分的含量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并把采集到的信號反饋給單片機(jī)，LED模塊顯示相應(yīng)的濕度。本方案使用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心，將濕度傳感器DHT11作為濕度測量元件，顯示電路采用LED模塊顯示。硬件總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 硬件總體結(jié)構(gòu)圖

本系統(tǒng)主要由單片機(jī)STC89C52，濕度傳感器DHT11，LED顯示模塊，3－5.5V的供電電源等器件組成。

3 濕度檢測電路設(shè)計

DHT11的供電電壓為3—5.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。濕度采集電路如圖2所示。

圖2 濕度采集電路

傳感器DHT11有四個引腳，其中3號引腳一般懸空。傳感器上電后，要等待1s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)。在此期間無需發(fā)送任何指令，為了去耦濾波，在電源引腳VCC和GND之間添一個100nF的電容。注意連接線的長度不超過20米時候用5K上拉電阻，大于20米時根據(jù)具體情況而定。

4 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的設(shè)計

單片機(jī)的最小系統(tǒng)，又可以稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對于51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)包括：復(fù)位電路、晶振電路、單片機(jī)。STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖見圖3。

圖3 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖

復(fù)位電路：是由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成的，當(dāng)系統(tǒng)一上電的時候，RST腳就會出現(xiàn)高電平，高電平持續(xù)的時候是由電路的RC值的大小確定的，當(dāng)RST腳的高電平出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上就會執(zhí)行復(fù)位操作。本系統(tǒng)設(shè)計中，當(dāng)程序運(yùn)行不正?；蛘咄Ｖ惯\(yùn)行時，系統(tǒng)就要進(jìn)行復(fù)位操作。

在設(shè)計過程中，力求硬件線路簡單，充分發(fā)揮軟件在編程方面靈活的特點，來滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。本設(shè)計實現(xiàn)了低功耗、低價格，提高了系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性。

[1] 周向紅．51系列單片機(jī)應(yīng)用與實踐教程．第一版．北京航空航天大學(xué)出版社，2008

[2] 胡振宇．劉魯源．DS18B20接口的C語言程序設(shè)計[J]．單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002

張可菊，沈陽工學(xué)院，碩士，控制理論與控制工程方向。