浅谈小型粮食水分测量仪的设计

张可菊 高云华

沈阳工学院

浅谈小型粮食水分测量仪的设计

张可菊 高云华

沈阳工学院

本文通过对粮食水分的分析与研究，设计了一个基于单片机的粮食水分测量系统，本系统采用模块化、层次化设计思想来实现。

粮食水分 测量系统 单片机控制

1 引言

本文选用用新型的智能湿度传感器DHT11实现对粮食湿度的检测，将湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号的过程。再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，实现对湿度的显示。显示部分采用数码管显示所测湿度值。

2 硬件总体框图

系统工作的过程是:当用户通过水分测量仪测量粮食湿度时，将湿度传感器DHT11插入粮食，湿度信号采集模块对被测量的粮食中的水分的含量进行数据采集，并把采集到的信号反馈给单片机，LED模块显示相应的湿度。本方案使用STC89C52单片机作为系统的控制核心，将湿度传感器DHT11作为湿度测量元件，显示电路采用LED模块显示。硬件总体结构图如图1所示。

图1 硬件总体结构图

本系统主要由单片机STC89C52，湿度传感器DHT11，LED显示模块，3－5.5V的供电电源等器件组成。

3 湿度检测电路设计

DHT11的供电电压为3—5.5V。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。湿度采集电路如图2所示。

图2 湿度采集电路

传感器DHT11有四个引脚，其中3号引脚一般悬空。传感器上电后，要等待1s以越过不稳定状态。在此期间无需发送任何指令，为了去耦滤波，在电源引脚VCC和GND之间添一个100nF的电容。注意连接线的长度不超过20米时候用5K上拉电阻，大于20米时根据具体情况而定。

4 单片机最小系统电路的设计

单片机的最小系统，又可以称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对于51系列单片机来说，最小系统一般应包括：复位电路、晶振电路、单片机。STC89C52单片机最小系统图见图3。

图3 STC89C52单片机最小系统图

复位电路：是由电容串联电阻构成的，当系统一上电的时候，RST脚就会出现高电平，高电平持续的时候是由电路的RC值的大小确定的，当RST脚的高电平出现两个机器周期以上就会执行复位操作。本系统设计中，当程序运行不正常或者停止运行时，系统就要进行复位操作。

在设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件在编程方面灵活的特点，来满足系统设计的要求。本设计实现了低功耗、低价格，提高了系统的可靠性和可扩展性。

[1] 周向红．51系列单片机应用与实践教程．第一版．北京航空航天大学出版社，2008

[2] 胡振宇．刘鲁源．DS18B20接口的C语言程序设计[J]．单片机与嵌入式系统应用，2002

张可菊，沈阳工学院，硕士，控制理论与控制工程方向。