基于at89s51单片机粮食水分检测系统设计

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1、基于AT89S51单片机粮食水分检测系统的设计摘要测量粮食的含水量对于粮食的运输、存储、加工等都非常重要，水分过高会造成粮食在运输和存储过程中发热、霉变等变化，从而变质，给人们的生产和生活都造成巨大损失。测量谷物水分，是粮食、种子部门科研生产过程中不可缺少的步骤，水分检测仪对其起着重要的作用。本文介绍了一种基于单片机的电容式粮食水分含量测量方法。将粮食水分含量的变化转换为电容的变化，再利用施密特触发器组成的多谐振荡器测量由该电容变化而引起的输出频率的变化，最后由单片机检测频率的变化，进而计算出粮食水分含量。该方法可以实现粮食水分含量的实时测量

2、，且比传统的测量方法更快捷、更准确，而且以液晶显示器显示测量结果，增加了系统的可读性。关键字：粮食含水量、单片机、液晶显示器目录目录1摘要21引言31.1选题目的及意义31.2技术发展历程32方案设计52.1理论基础知识52.2设计方案53硬件设计73.1电路设计应用软件环境73.2施密特触发器电路83.2.1施密特触发器83.2.2多谐振荡器电路设计93.3单片机测量电路103.3.1单片机简介103.3.2时钟与复位电路113.3.3单片机测量电路设计123.4显示电路133.5电源电路144软件设计164.1软件设计应用环境164.2设

3、计流程164.3单片机中断184.3.1单片机中断系统184.3.2中断程序设计184.3.3液晶显示程序设计195硬件制作235.1元器件清单235.2制作过程236总结25致谢26参考文献27附录281引言1.1选题目的及意义我国有13亿多人口，9亿多农民，是粮食生产和消费大国，保持粮食生产和流通的稳定至关重要，粮食仓储和流通设施的建设意义重大。由于粮食仓储规模逐渐增大以及多种仓型和供应的需要，已经使目前的粮仓储备仓容严重不足，由于粮食霉坏变质、鼠咬虫蛀和跑冒滴漏等情况，就可造成巨大损失。所以防霉、防潮、防腐、防爆是粮食存储中经常需要注意

4、的重要内容，是衡量一个仓库粮食管理质量的重要指标，它直接影响到储备粮食的寿命和质量。所以首要问题就是加强粮食温度与湿度的监控工作。粮食的湿度还制约着粮食加工工艺与流通的过程，实时测量粮食的湿度或含水量是粮食烘干过程自动化和连续化的保证，在小麦着水、大米抛光、油料调质等加工环节也需要测量粮食的水分含量。但是，迄今为止许多部门测温、测湿的手段还是传统的方式，传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工检测，对不符合温度和湿度要求的环境进行通风、去湿和降温等工作。就测湿而言，17世纪创制的毛发湿度计和19世纪发明的

5、干湿球湿度计仍在普遍使用着，不仅精度低、响应时间长，更重要的是无法转换为电信号，不能直接应用微处理器、电子计算机等先进设备进行信息处理，所以用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法早已无法满足现代科技的需要。所以，研究一款高性能、智能型的检测水分装置非常有必要。1.2技术发展历程对于湿度测量仪器，传统的电阻湿度计、半导体湿敏元器件等，都属于分立式湿度测量元件，使用这些元器件来进行测量湿度的，统称为分立式湿度测量。20世纪50年代以来，随着传统的电阻、电容湿度计的出现，湿度测量走向了一个新的台阶。此类测量方法所使用的元件通常不能单独完成测量任

6、务，使用时还需要配上二次仪表，才能完成湿度测量及控制功能。其主要缺点是外围电路比较复杂、测量精度比较低、分辨力不高，还有就是它们的体积比较大、使用起来不够方便。所以，传统的分立式湿度测量方法受到了现在科学技术发展的挑战，已经逐渐被淘汰。到了20世纪90年代，这种湿度测控已经很难再找到了。在20世纪80年代中，采用硅半导体集成工艺的集成湿度传感器问世，它是将湿度传感器集成在一个芯片上、可完成湿度测量及模拟信号输出功能的专用IC，它属于最简单的一种集成湿度传感器。用这种模拟集成湿度传感器来进行实验室室内湿度测控，外围电路是较为简单，所以这种测量方

7、法最为广泛应用。水分测量主要有以下几种方法：一、热干燥法：热干燥法是将待测样品放置于高温下令水分蒸发，根据干燥前后样品的重量变化来得出样品的水分。热干燥法主要有直接干燥法、真空干燥法和红外线干燥法。二、蒸馏法：蒸馏法是基于两种互不相容的液体二元体系的沸点低于个组分的沸点这一事实，将食品中的水分于其他物质而蒸出，冷凝并收集溜液，由于密度不一样，馏出液在接收挂中会分层，根据馏出液中水分的体积就可以算出样品中的水分含量。三、微波加热法：微波加热法是利用微波炉的磁控管所产生的2450MHz或915MHz的超高频率微波快速震荡粮食中的水分子，使分子相互

8、碰撞和摩擦，进而出去粮食中的水分。四、电容法：电容法是根据水分的介电常数远远大于粮食中其他成分的介电常数，水分的含量的变化势必会引起电容量的变化的原理来测量的，通过