论文总字数：14625字

摘 要

本次设计的课题为基于单片机的收割机小麦割茬高度监测系统设计。主要采用的是单片机STC89C51RC作为本次设计的主控制芯片，外围加上复位电路、晶振时钟电路、电源电路、显示模块、超声波检测高度模块、按键模块、报警模块等构成了智能收割机小麦割茬高度检测系统，设计中还配有温度检测系统，可以实时检测收割机割茬时的温度；此外，系统可以通过按键模块调节对小麦割茬高度的调节，当小麦高度高于用户预先设置的高度时，系统发出声光报警，就可以割茬了。

这个系统简单方便，使用阶段预测模糊控制算法计算，得出适合工况的割茬高度的期望值，对割茬高度进行修改，使得谷物联合收割机工作可以高效稳定的工作，完成提高生产效率、减少生产成本、降低作物损失的精准农业生产，给增加农民收入具有突出的实际意义，在农业领域具有广大的前景。

关键字：单片机；高度；1602显示屏；报警；按键

The harvester wheat stubble height monitoring System based on MCU

Abstract

The topic of this design is based on the single chip microcomputer harvester wheat stubble height monitoring system design. Mainly adopts the stc89c51rc SCM as the design of the main control chip, and peripheral reset circuit, a crystal oscillator clock circuit, power supply circuit, display module, ultrasonic detection height module, key module, alarm module constitute the harvester intelligent wheat stubble height detection system, design is also equipped with a temperature detection system can be stubble harvester for real-time detection of the temperature. In addition, the system can through the button module regulation on wheat stubble height adjustment, when wheat is higher than the height of a user pre-set height, the system sends out sound and light alarm, to cut stubble.

This system is simple and convenient, the predictive fuzzy control algorithm is obtained suitable conditions of stubble height of expectations, of stubble height adjustment, the grain combine harvester working in high efficient and stable working condition, to improve production efficiency, reduce production costs, reduce crop losses of precision agriculture, to increase the income of the farmers is of prominent practical significance. In the field of agriculture has broad prospects.

Keywords: MCU; Highter; 1602 display screen; Alarm

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2本次设计的介绍 3

1.2.1文本工作 3

1.2.2论文结构 3

第二章 方案设计与论证 4

2.1主控系统 4

2.2电源模块 5

2.3声光报警模块 5

2.3.1蜂鸣器模块 5

2.3.2光报警模块 5

2.4键盘与显示模块 5

2.5高度检测模块 6

2.6温度检测模块 6

第三章 硬件设计 8

3.1总体设计 8

3.1.1硬件系统框图 8

3.1.2元件清单 8

3.2 LCD1602显示模块 9

3.2.1液晶显示器简介 9

3.2.2 1602液晶显示的指标 9

3.3主控电路 10

3.3.1单片机最小系统简介 11

3.3.2单片机复位电路 12

3.3.3单片机晶振电路 13

3.4按键模块 14

3.5串口通讯模块 14

3.5.1串口的电气特性 14

3.5.2 Max232电平转换芯片 15

3.6报警模块 15

3.6.1蜂鸣器频率的设定 15

3.7测温模块 16

3.7.1 DS18B20概述 16

3.7.2 DS18B20内部结构 17

3.7.3 DS18B20的测温原理 19

3.8测高模块 19

3.8.1超声波的定义 19

3.8.2超声波的波形 20

3.8.3超声波的传播速度 20

3.8.4超声波的原理 21

第四章 软件设计 22

4.1软件设计的流程图 22

4.2 LCD初始化 22

4.3 LCD显示框图 23

4.4键盘输入子程序 23

4.5超声波子程序 24

第五章 安装与调试 26

5.1电路板的PCB图 26

5.2电路板的焊接 26

5.3程序的烧写 26

5.4系统的调试 27

第六章 结束语 28

致 谢 29

参考文献（References） 30

附 录 31

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

稻麦生产环节的主要机械是联合收割机,并且近年联合收割机最近几年获得了快速的发展。联合收割机的发展逐渐向更加先进、更高科技的方向发展，它的操作环境和生产速率有了非常大的提高。目前我国的联合收割机的自动化以及电子化的普及不高，我们的自动化水平落后国外三十年以上。如果要使联合收割机智能控制，使它更好地工作并且保证联合收割机可以快速、安全、稳定、高效的作业，谷物湿度、行走速度、割台高度、喂入量、GPS导航等多个电子监测单元已经配备到国外的许多超前的联合收割机上，这些联合收割机，都可以精确的控制以及监测割茬高度、谷物损失率、喂入量、脱粒滚筒转速、工作速度等参数；还可以得到计算机统计作业面积、故障诊断及报警、耗油率和产量等。现如今农村在收获季节的主要设备还是以联合收割机为主，但在田间作业中，收割机主要是人工控制，谷物损失严重、人工劳动强度大、作业不精准、收割效率低下，极大地限制的联合收割机的使用。现如今中国的电子技术也在发展，可以以单片机为控制器，研究制造智能联合收割机，使用阶段预测模糊控制算法，来得出合适的工况行走速度期望值，从而对行走的速度进行调节，使谷物联合收割机可以高效稳定的工作，达到降低成本、提高效率、减少损失的精确农业生产，使其对增加农民收入具有极大的现实意义，并在农业领域有着巨大的前景。

为了进一步提高我国联合收割机的自动化水平，我们需要实时监测联合收割机的工作情况，并且能返回故障提示,可以在发现异常的时候，使得员工能够迅速的察觉、修改错误，这样可以提高工作效率，降低错误率。这个课题是分分析各国的联合收割机之后，需要设计一套在联合收割机上的割茬在线自动监测系统。

1.2本次设计的介绍

我的设计是基于单片机的收割机小麦割茬高度监测系统。系统主要由控制系统、测高系统、显示模块、测温模块、电源系统、键盘输入模块、报警模块。显示模块实时显示出小麦的麦茬高度，有效的实现了割台高度信号的检测，收割机各种监测参数能及时的显示、保存。本系统还可以实时检测收个麦茬现场的环境温度。

1.2.1文本工作

1．本文的主要工作

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