电阻式粮食水分测试仪的设计----电路设计部分

武汉工业学院武汉工业学院 毕业设计毕业设计( (论文论文) ) 设计（论文）题目：电阻式粮食水分测试仪的设计设计（论文）题目：电阻式粮食水分测试仪的设计--------电路设计部分电路设计部分 姓姓名名郭耀郭耀 学学号号 080408328 080408328 院（系）院（系） 电气与电子工程学院电气与电子工程学院 专专业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 指导教师指导教师郑长征郑长征 20122012 年年 5 5 月月 2828 日日 目录目录 摘要 I AbstractII 1 绪 论 . 1 1.1 研究背景及意义. 1 1.2 国内外研究现状. 2 1.3水分检测技术的发展趋势. 3 1.4本文研究内容. 4 2 系统基础和概述 5 2.1 方案设计与论证 5 2.2 系统控制器介绍 5 2.3 555 集成定时器的介绍. 7 2.4液晶显示模块的介绍. 8 2.5EEPROM 存储器的介绍 . 9 2.6电机驱动芯片的介绍. 11 3 系统硬件设计 . 13 3.1 系统基本组成 13 3.2电机驱动模块. 14 3.3EEPROM 存储器模块 . 14 3.4 信号调理电路模块. 15 3.5 显示模块 16 3.6 键盘模块 17 3.7 单片机模块 18 3.8 电源模块 19 结论 . 20 致谢 . 21 参考文献 . 22 附录（原理图） . 23 摘要摘要 粮食水分含量是粮食储藏和加工中一个重要的环节[1]，如何快速准确地测定是企 业降低生产成本、提高生产效率的需要，目前有多种测量方法，但各有优缺点。在分 析粮食的介电特性的基础上，提出了基于脉宽测量的电阻比值法的测量方法，详细介 绍了它的测试原理、硬件结构和软件流程。该测定仪具有测量精度高、低功耗、便于 携带、操作方便、人机界面友好等特点。硬件部分主要由电阻式水分取样电路、信号 调理电路、LCD 显示电路、键盘扫描电路、电机驱动电路、RS232 接口电路等。 其中，对于电阻式水分取样电路是基于 555 实现的。该设计是基于 LM1138 完成 的， 该微控制器是针对工业应用方案而设计的，它还具有一个电池备用的休眠模块， 从而有效的使 LM3S1138 芯片在未被激活的时候进入低功耗状态，这为用户提供了灵 活性，能够适应各种精确的需求。 关键词关键词：水分测定；电阻比值法；LM1138；555； I Abstract Abstract Grain moisture is a key problem of grain storage and process． How to measure it fast and truly is the demand of reducing cost and raising produce efficiency for enterprises．By so far there are different s which have their disadvantages ． This paper introduces resistance ratio based on measuringimpulsewidthaccordingtothegrainsmediae1ectric characteristics．It describes measure principle，hardware design and software flow chart in detail．This apparatus has some advantages such as high measure accuracy，low power consumption，good interface for man and machine so on. Hardware mainly consist of the resistive water sampling circuit, signal regulate circuit, LCD display circuit, keyboard scan circuit, motor drive circuit and RS232 interface circuit, etc. Among them, the water samplingcircuit for resistive based on the 555 is realized.The design based on LM1138 is finished .The LM3S1138 microcontroller is targeted for industrial applications ，the microcontroller features a battery-backed Hibernation module to efficiently power down the LM3S1138 to a low-power state during extended periods of inactivity.providing flexibility to fit our customers precise needs. Key wordKey word：moisture test；resistance ratio ；LM1138；555; II 1 1 绪绪 论论 1.11.1 研究背景及意义研究背景及意义 粮食问题是涉及到每一个国家国计民生的重大课题，粮食水分检测对粮食的收 购、输、储藏、加工贸易都具有十分重要的意义。粮食的水分是指粮食中含有的自由 水和结合水的总称。粮食水分含量的多少有着两种不同的意义, 一方面含有适当水分 是粮种维持生命和保持粮食固有的色、气、味、种用品质及食用品质所必须的; 另一 方面水分影响粮食贮藏和加工。一般说来, 水分含量愈高, 粮食的新陈代谢强度愈大, 呼吸作用愈旺盛,结果消耗干物质并生产大量热能, 给霉菌、 细菌和昆虫的生长繁殖提 供条件, 不但降低粮食的营养价值 ,而且影响粮食加工与食用品质 , 严重时会导致发 霉变质, 造成巨大的经济损失。粮食在储藏过程中。若水分含量增加，其酶活力上升 呼吸作用增强储藏稳定性随之减弱当水分增加到一定程度时，粮食开始发芽。这主要 是由粮食中的游离水造成的，只有粮食的含水量下降到合水的范围内，粮食籽粒才能 处于休眠状态，生命活动减到最低限度。在粮食加工过程中要求粮食的含水量适宜， 过高过低都会影响粮食的物理性质和工艺品质，对加工不利。例如制米若粮食水分过 高，稻粒硬度低，容易碾碎，碎米增多，出米率降低；若粮食水分过低，稻粒硬度高 也容易产生碎米，降低出米率。所以说粮食水分既是流通环节按质论价的依据, 又是 粮食安全储藏和粮食加工的配备根据。在我国,由于水分检测技术的不完善,每年有数 百亿斤的粮食因水分含量过高在运输和储藏过程中霉烂变质 ,造成了巨大损失。而粮 食水分过低,减少了粮食重量,影响粮食品质。因此,水分一直是粮食的一项重要质量指 标。准确的测量粮食中所包含的水分对于我国的农业生产和