電阻式糧食水分測定儀的設計
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LCD采用T6963C控制器的128×64點(diǎn)陣模塊，它可同時(shí)顯示測量品種水稻、玉米、大豆、小麥，然后通過(guò)鍵盤(pán)確定具體的測試對象，在每個(gè)測試子菜單下顯示測量值、測量次數、平均值、標定值設定密碼等選項，只有當操作者的輸入密碼與系統給定的密碼相同時(shí)，才能進(jìn)行標定值的設定，一般情況下，這些值是不能隨意修改的。
溫度傳感器采用DALLAS公司的單總線(xiàn)器件DS18820，用于補償環(huán)境溫度對糧食內部水分的影響，環(huán)境溫度直接以“一線(xiàn)總線(xiàn)”的數字方式傳輸，省去了溫度傳感器的放大處理等環(huán)節，大大提高了系統的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現場(chǎng)溫度測量。同時(shí)它只占用單片機的一個(gè)端口，節約了系統的硬件資源，因此具有較高的性?xún)r(jià)比。
鍵盤(pán)電路由模式鍵、加鍵、減鍵、確認鍵、退出鍵、測試鍵、平均鍵、清除鍵、停止鍵、修正鍵等組成，用于實(shí)現測量品種的選擇、參數的設定與修改、測試與數據處理等工作。
電機驅動(dòng)電路由繼電器驅動(dòng)芯片ULN2003和+5 V DC繼電器組成，測試開(kāi)始時(shí)，單片機發(fā)出控制信號，由電機帶動(dòng)取樣器使樣品壓結實(shí)，保持壓力恒定，以獲取比較一致的電阻取樣值，當一個(gè)樣品測試完成后，使取樣器復位，準備下次測量。
單片機通過(guò)RS 232串行通信接口實(shí)現與PC機的通信，把測量數據上傳至計算機中，以進(jìn)行進(jìn)一步的數據處理，同時(shí)也可進(jìn)行遠程操作，實(shí)現在線(xiàn)測量。信號調理電路采用555芯片構成的非重復觸發(fā)的單穩觸發(fā)電路，為提高響應速度，555芯片采用CMOS工藝的7555型號。具體的信號調理電路如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/195678.htm
為消除電容由于長(cháng)期工作所產(chǎn)生的變化誤差，測量采用電阻比值法，即在測量時(shí)首先對標準的精密參考電阻和電容構成的電路進(jìn)行測量，測出它的脈沖寬度：
Tp1=Rref*C*ln 3 (1)
再通過(guò)導通電阻為1 Ω的電子開(kāi)關(guān)MAX4624切換到測量輸入電阻的狀態(tài)，測出它的脈沖寬度：
Tp2=Rin*C*ln 3 (2)
式(1)和(2)相除就得到輸入電阻和脈寬的關(guān)系：
Rin=Tp2*R ref／Tp1 (3)
一般情況下測量電阻和參考電阻都是兆歐級的，因此，由電子開(kāi)關(guān)引入的測量誤差可以忽略。
電子開(kāi)關(guān)和觸發(fā)信號都由單片機控制。脈寬的測量由單片機的外中斷和定時(shí)中斷來(lái)完成，由于單片機的外部中斷INT0和INT1均為負跳沿觸發(fā)中斷，因此在555的輸出端加一級反相器，INT0中斷采樣輸出信號的上跳沿，然后再經(jīng)過(guò)一級反相器，INT1采樣輸出信號的下跳沿。兩者采樣的時(shí)間差就是脈沖寬度。時(shí)間差的計算可由單片機的定時(shí)中斷來(lái)實(shí)現，在INT0的中斷程序里開(kāi)啟定時(shí)中斷，在INT1的中斷程序里關(guān)閉定時(shí)中斷。信號的采樣波形如圖3所示。
3 系統軟件設計
軟件部分包括主程序、人機界面和數據的測量與處理部分。主程序負責整個(gè)系統的協(xié)調與控制工作，通過(guò)調用不同的模塊完成相應的工作。本測定儀以每個(gè)品種10次隨機采樣的算術(shù)平均值作為測量結果，有效地提高了測量的準確性和重復性。主程序的流程圖如圖4所示。
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