自動(dòng)澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(20210419122345)

1、Shaanxi I nivcrhit)- of Technvlwgy 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目自動(dòng)澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 1213024008 所在學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)通信工程1201班 指導(dǎo)教師劉亞鋒 完成地點(diǎn)物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2016年6月5日 陜西理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 院（系）物理與電信工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)通信工程（通信1201）學(xué)生姓名薛嬋娟 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目自動(dòng)澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自2015 年 12月_9日 起至 2016年_6月 18 日止 三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)：物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成內(nèi)容及相關(guān)要求： 現(xiàn)代生活

2、的節(jié)奏越來越快，很多人喜歡在工作地點(diǎn)、生活區(qū)間、公共場(chǎng)所等地方用綠色植物來 點(diǎn)綴，既美化環(huán)境又能改善空氣質(zhì)量。但對(duì)綠色植物的維護(hù)、保養(yǎng)是需要花不少時(shí)間去完成的，當(dāng) 由于種種原因忘記定時(shí)對(duì)花卉及時(shí)澆水時(shí)，或澆水的量過多或過少，反而會(huì)給人們帶來很多麻煩和 損失，因此設(shè)計(jì)一個(gè)家用自動(dòng)澆花系統(tǒng)就十分必要。 本系統(tǒng)采用單片機(jī)為核心芯片，利用濕度傳感器來采集土壤的濕度。經(jīng)過信息采集、信息比較、通 過繼電器控制信息，驅(qū)動(dòng)水泵控制電路工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆花。 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 1、 應(yīng)收集與課題相關(guān)文獻(xiàn)12 篇（其中包括一篇英文文獻(xiàn)），文獻(xiàn)的發(fā)表年限應(yīng)為2010年至 2016 年； 2、 除了文

3、獻(xiàn)之外，所參考的書目不能超過3篇； 3、所有的參考資料要留存電子版，在交論文時(shí)一并打包交予指導(dǎo)教師。 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排： 1、必須查閱大量資料（包括一定數(shù)量的外文資料），了解課題的研究背景、意義，熟悉設(shè)計(jì)中要用 到的相關(guān)電路知識(shí)；完成開題報(bào)告；并完成一篇外文文獻(xiàn)的全文翻譯工作; （1月1日一3月18日） 2、進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)；（3月19日一4月10日） 3、 熟悉設(shè)計(jì)軟件，并提交中期報(bào)告；（4月10日一4月20日） 4、 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；準(zhǔn)備作品的驗(yàn)收；完成論文第一稿；（4月21日一5月10日） 5、 根據(jù)要求對(duì)對(duì)論文及作品進(jìn)行完善，完成論文第二稿；（5月11日一5月20日） 6、制

4、作答辯 PPT,準(zhǔn)備答辯材料，準(zhǔn)備答辯，并完成后續(xù)工作；（5月21日6月10日） 7、必須定期與指導(dǎo)老師見面，匯報(bào)進(jìn)展情況，按時(shí)完成論文的撰寫工作。 指導(dǎo)教師簽名劉亞鋒 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 王戰(zhàn)備 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽名熊曉軍 批 準(zhǔn)日期 2016-01-10 自動(dòng)澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 薛嬋娟 （陜西理工學(xué)院 物理與電信工程指導(dǎo)教師信工程專業(yè)1201級(jí)，陜西 漢中723000 ） 摘要利用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)澆花系統(tǒng)。該系統(tǒng)由土壤濕度檢測(cè)顯示和控制水泵澆灌兩部分組成。 土壤濕度檢測(cè)顯示部分是由YL-69 土壤濕度傳感器、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器、STC89C52單片機(jī)和LCD1602組成。控制 水泵灌溉部分分

5、為智能和手動(dòng)兩部分：其智能部分是通過單片機(jī)程序設(shè)計(jì)澆水的上、下限值與感應(yīng)電路送入單片機(jī) 的土壤濕度值相比較，當(dāng)?shù)陀谙孪拗禃r(shí)，單片機(jī)輸岀一個(gè)信號(hào)控制電磁閥打開驅(qū)動(dòng)水泵 澆水，高于上限值時(shí)再由單 片機(jī)輸岀一個(gè)信號(hào)使電磁閥關(guān)閉停止水泵澆水；手動(dòng)部分是由通過關(guān)閉單片機(jī)電源，由外圍電路供電進(jìn)行澆灌。此系 統(tǒng)具有體積小、靈活性強(qiáng)、易于操作、簡(jiǎn)單實(shí)用和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞澆花系統(tǒng)；STC89C52 YL-69; LCD1602 The Desig n of Automatic Wateri ng System Xue Chanjuan (Grade 2012,Class 01,Major in Comm

6、uni cati on Engin eeri ng,School of Physics and Telecom muni cati on Engin eeri ng of Shaa nxi Uni veTjyyr: TfifhYOlenya nzhong 723000,Shaa nxi) Abstract: The automatic watering system is designed by using single chip technology. The system is composed of two parts, which are the soil moisture detec

7、tion display and the control of the water pump. Soil moisture detection display is composed of YL-69 soil moisture sensor, ADC0832 analog digital converter, STC89C52 microcontroller and LCD1602. Control pump irrigation part is divided into two parts of intelligent and manual:the intelligent part is

8、by SCM programming watering, the lower limit value and induction circuit into SCM soil moisture values compared, when the lower limit value, the output of the single chip a signal controls the solenoid valve opens driven pump watering, above the upper limit again by the MCU output a signal so that t

9、he solenoid valve closed to stop watering pump;and the manual part is made by turning off the MCU power supply, by the external circuit power supply for irrigation.This system has the characteristics of small size, high flexibility, easy to operate, simple and practical, and cheap price. Key words：

10、Watering system;STC89C52;YL-69;LCD1602;ADC0832 引言1 1方案論證3 1.1 設(shè)計(jì)方案的提出3 1.2設(shè)計(jì)方案的比較3 1.3設(shè)計(jì)方案的選擇3 2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)4 2.1 總體設(shè)計(jì)4 2.2 STC89C52 單片機(jī)4 2.2.1 STC89C52單片機(jī)的組成 4 2.2.2 STC89C52的主要性能 5 2.2.3 STC89C52的管腳說明 5 2.2.4 振蕩電路和時(shí)鐘 7 2.2.5 復(fù)位電路7 2.3 ADC0832 A/D 轉(zhuǎn)換8 2.4 LCD1602 8 2.5濕度傳感器9 2.6按鍵電路9 2.7繼電器9 3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11

11、3.1系統(tǒng)控制流程圖11 3.2子程序流程圖 11 4系統(tǒng)調(diào)試13 4.1系統(tǒng)的仿真13 4.2系統(tǒng)的安裝和焊接13 4.3 系統(tǒng)調(diào)試14 5結(jié)束語15 致謝16 附錄A英文文獻(xiàn)原文18 附錄B英文文獻(xiàn)譯文21 附錄C實(shí)物圖 24 附錄D源程序 25 附錄E元器件清單33 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 引言 進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們的生活和工作環(huán)境發(fā)生著巨大的變化。生活快節(jié)奏，工作重壓力，無一 不占用我們的時(shí)間和精力。隨著社會(huì)快速發(fā)展，生活水平的提高，許多人越來越向往那種悠然自得 的生活方式，越來越多人喜歡花卉等盆栽植物的種植，不僅可以美化環(huán)境，而且還可以愉悅我們的 心情1。但目前困擾人們的巨大問題是沒

12、有多余的時(shí)間與精力或者由于長(zhǎng)時(shí)間出行，無法定時(shí)打理 照顧這些花卉植物，從而導(dǎo)致這些花卉植物枯萎死亡。 對(duì)于人類來說，最重要的水資源，對(duì)所有生命物體都一樣重要2。所以，為了應(yīng)對(duì)人們們現(xiàn)今 生活和工作狀態(tài)，而又種植著花卉等盆栽植物的人們來說，設(shè)計(jì)出一種無人管理的情況下自動(dòng)控制 澆花系統(tǒng)尤為重要，這樣不論在什么時(shí)候什么地方，都不會(huì)造成花卉枯萎死亡的情況發(fā)生。該自動(dòng) 澆花器具有系統(tǒng)體積小、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單靈活和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，使用此自動(dòng)澆花器可以 節(jié)省人力物力財(cái)力，方便人們出行出差的時(shí)候，不會(huì)影響到花卉盆栽的生長(zhǎng)，如果在家也可以關(guān)閉 自動(dòng)模式手動(dòng)澆花，用戶可以自由設(shè)定各種基準(zhǔn)值來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆花的功

13、能，從而使盆栽植物健康的 生長(zhǎng)，也減輕了養(yǎng)花者的工作，使人們種養(yǎng)盆栽更輕松，能更好地欣賞我們所種植的盆栽植物3。 1）相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀、國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 20世紀(jì)的70年代，微電子技術(shù)正處于快速發(fā)展的階段，隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏 的加快，自動(dòng)澆花系統(tǒng)也隨之誕生，成為一種新型的懶人園藝用品。多年前，國外就已經(jīng)開始使用， 但是其價(jià)格卻特別昂貴，而在國內(nèi)使用的電子類自動(dòng)澆花器多數(shù)是從國外進(jìn)口的，價(jià)格更加昂貴， 但質(zhì)量比較可靠。不過這并不適用于國內(nèi)，大多適用于花園、農(nóng)場(chǎng)等廣闊的地方。隨著經(jīng)濟(jì)與電子 科技的快速發(fā)展，人們?cè)谧⒅厣钯|(zhì)量的同時(shí)，也更加注重休閑養(yǎng)生。種養(yǎng)盆栽將成為人們?cè)絹碓?喜歡的休

14、閑項(xiàng)目。因此，需要將灌溉用的自動(dòng)澆花器改良為桌面盆栽用的小型自動(dòng)澆花器，這也將 會(huì)成為種養(yǎng)盆栽者的首選之物。目前這些澆花器的市場(chǎng)也越來越大，市場(chǎng)上的自動(dòng)澆花器的功能也 在不斷發(fā)展，在國內(nèi)外比較流行的是玻璃和陶瓷制作而成的自動(dòng)澆花器。這種類型的自動(dòng)澆花器大 多數(shù)是在我國山西和浙江等地區(qū)加工生產(chǎn)的，價(jià)格比較便宜，但其實(shí)用性沒有電子類自動(dòng)澆花器好。 研究表明，養(yǎng)花最重要的問題就是澆水問題。有調(diào)查顯示80%以上的花草死亡是由于澆水不及時(shí)引 起的。因此，國內(nèi)商家已經(jīng)看到了這種市場(chǎng)需求潛力。目前電子類自動(dòng)澆花器這類的小居家用品的 廠家主要集中在廣東、上海和浙江等地區(qū)。 現(xiàn)在市場(chǎng)上所出售的自動(dòng)澆花器，主要有

15、以下幾類： （1）電子類自動(dòng)澆花器。電子類自動(dòng)澆花器又叫時(shí)空噴淋裝置。系統(tǒng)構(gòu)成為主機(jī)、主管、分水 接頭、副管和噴淋管 。電子類自動(dòng)澆花器根據(jù)電源的不同可以分為交流電自動(dòng)澆花器和電池自動(dòng) 澆花器兩種。 （2）玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器。玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器又叫自動(dòng)滲水裝置。它有本身材質(zhì)的 物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)器皿的物理滲水原理完成自動(dòng)澆灌。當(dāng)自動(dòng)澆水器內(nèi)部存水，自身會(huì)形成一定 的壓力，遇到干燥的土壤，水就會(huì)自上而下地流出，土壤濕潤(rùn)以后會(huì)形成一個(gè)堵塞壓力，從而導(dǎo)致 水流速度變慢，或者停止。器具工藝不同效果也不一樣。當(dāng)然也因土壤的疏松情況決定器具內(nèi)水流 速度。 當(dāng)前傳感器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用

16、逐步由工業(yè)軍事領(lǐng)域向其他領(lǐng)域滲透，已經(jīng)和我 們的日常生活息息相關(guān)，而且智能家居5概念也越來越受人們的推崇。因此，微電腦控制的電子類自 動(dòng)澆花系統(tǒng)，有著很好的發(fā)展前景。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備越來越普遍，當(dāng)然花卉 自動(dòng)澆水系統(tǒng)的應(yīng)用也很廣泛?；ɑ茏詣?dòng)澆水系統(tǒng)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)土壤濕度范圍，這也是根據(jù)不 同植物的不同需水習(xí)性設(shè)計(jì)的。在今后的生活中，將不再局限于花卉方面的應(yīng)用，還可以用于農(nóng)田 以及公路綠化中等等。在生活中常見的滴灌技術(shù)其實(shí)也是自動(dòng)澆花系統(tǒng)的變相用法。近10年來，滴 灌技術(shù)6在我國發(fā)展速度已居世界前列，目前主要應(yīng)用在大田（棉花、玉米、葡萄、辣椒等 ）、溫室 大棚、果園及綠化帶等

17、。在最近幾年，滴灌技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)新的變化趨勢(shì)，由溫室大棚小單元 滴灌向室外露地的大單元滴灌擴(kuò)展；由平地大面積滴灌向山區(qū)崎嶇地勢(shì)滴灌發(fā)展；由蔬菜單一植物 滴灌向多種經(jīng)濟(jì)作物滴灌延伸；由農(nóng)場(chǎng)集中大面積向農(nóng)村小面積分散發(fā)展；由原來的高附加植作物 向一般經(jīng)濟(jì)作物普及。此外，公路鐵路沿線和荒漠風(fēng)沙治理綠化也開始陸續(xù)采用滴灌技術(shù)，而且還 進(jìn)一步應(yīng)用在城市綠地、林木、屋頂花園等非農(nóng)領(lǐng)域，盡管用量較少，但卻為滴灌技術(shù)的今后推廣 提供了更為廣闊的市場(chǎng)，相信伴隨著社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求，滴 灌技術(shù)的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣闊。 自動(dòng)化滴灌技術(shù)是世界許多發(fā)達(dá)國家發(fā)展高效農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要舉措。

18、在以色列、美國、和印度 等一些國家都已經(jīng)采用先進(jìn)的自動(dòng)化灌溉技術(shù)。由傳統(tǒng)充分灌溉向非充分灌溉方向發(fā)展，通過采用 遙感、傳感器來監(jiān)測(cè)土壤墑情和作物生長(zhǎng)，對(duì)灌溉區(qū)用水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)用水管理的全自 動(dòng)遙控，對(duì)灌溉區(qū)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉用水管理的自動(dòng)化。在農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域合理地推廣自 動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其在干旱和半干旱地區(qū)，不僅可以提高水資源利用率以及緩解水資源日趨緊張的 矛盾，還可以使農(nóng)作物的產(chǎn)量增加，使農(nóng)產(chǎn)品的成本降低。高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求我們必須提高 水資源的利用率，要將水源開發(fā)、輸配水、灌溉技術(shù)、水資源合理利用和降雨、蒸發(fā)、土壤墑情和 農(nóng)作物需水規(guī)律等方面綜合統(tǒng)一考慮，根據(jù)多種因素合

19、理調(diào)配水資源。因此，研制和推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水 灌溉控制新技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展需要。 2）設(shè)計(jì)所采用的研究方法和手段 本次設(shè)計(jì)是一個(gè)采用 STC89C52單片機(jī)為核心的微控制澆水系統(tǒng)，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆水和能夠 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定完成手動(dòng)控制這兩種功能。電路主要可以分成土壤濕度檢測(cè)顯示和控制水泵澆灌 兩個(gè)模塊，以液晶顯示器和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器組作為顯示電路，澆水電路利用電磁閥驅(qū)動(dòng)水泵工作來 完成。本次設(shè)計(jì)包括 STC89C52單片機(jī)及基本外圍電路模塊、顯示電路模塊、按鍵電路模塊、繼電器 電路模塊、電源電路模塊等部分組成。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將以上述內(nèi)容為思路、以單片機(jī)為控制核心， 設(shè)計(jì)出一個(gè)持續(xù)地、有效地為

20、花木澆水的系統(tǒng)，為我們解決無人管理情況下花木枯萎死亡的尷尬情 況。 自動(dòng)澆花系統(tǒng)，主要就是檢測(cè)土壤濕度。通過土壤濕度傳感器檢測(cè)土壤濕度含量，把檢測(cè)到的 值傳送到A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，結(jié)束轉(zhuǎn)換后數(shù)值反饋給單片機(jī)，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)過軟件程序處理 后傳送到LCD1602顯示信息?？刂扑霉喔炔糠址譃橹悄芎褪謩?dòng)兩部分：其智能部分是通過單片機(jī) 程序設(shè)計(jì)澆水的上、下限值與電路送入單片機(jī)的土壤濕度值相比較，當(dāng)?shù)陀谙孪拗禃r(shí)，單片機(jī)輸出 一個(gè)信號(hào)控制電磁閥打開驅(qū)動(dòng)水泵澆水，高于上限值時(shí)再由單片機(jī)輸出一個(gè)信號(hào)使電磁閥關(guān)閉停止 水泵澆水；手動(dòng)部分是通過關(guān)閉單片機(jī)電源，由外圍電路供電進(jìn)行澆灌。 該設(shè)計(jì)主要包括： 1

21、）硬件部分：包括傳感器的選擇、顯示模塊的選擇、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇、繼電器的選擇和 土壤濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。 2）軟件部分：包括微處理器控制程序的編寫、原理圖的繪制和電路仿真。 3 ）系統(tǒng)的綜合調(diào)試與分析：在軟硬件完成以后，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合的測(cè)試與實(shí)驗(yàn)，分析系統(tǒng)的 可靠性與實(shí)用性，調(diào)整系統(tǒng)的不足之處。 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。 圖1.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 1方案論證 1.1設(shè)計(jì)方案的提出 方案一：此方案的設(shè)計(jì)是以核心控制軟件AT89C52單片機(jī)，LCD12864液晶顯示器，ADC0809莫 數(shù)轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)C-28 土壤濕度傳感器，SRD-05VDC-SL-C繼電器主要元件構(gòu)成，電路其他元器

22、件的選擇 沒有太大區(qū)別。 方案二：此方案的設(shè)計(jì)是以STCC895偽核心控制軟件，LCD12864液晶顯示器，ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn) 換器，F(xiàn)C-28 土壤傳感器，SRD-05VDC-SL-C繼電器等主要元器件構(gòu)成。 方案三：此方案的設(shè)計(jì)是以STC89C52為核心控制軟件，LCD1602液晶顯示器，ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn) 換器，YL-69 土壤濕度傳感器，SRD-05VDC-SL-C繼電器等主要元件構(gòu)成。 1.2設(shè)計(jì)方案的比較 方案一：其中AT系列的單片機(jī)的程序下載方式不太方便，且LCD12864液晶顯示器雖說不影響 電路功能，但是根據(jù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用可操作性強(qiáng)的思想不能物盡其用。ADC0809速度比較

23、快，但是其 外圍電路復(fù)雜，市場(chǎng)價(jià)格比較高。 方案二：其中STC系列單片機(jī)下載程序方式較之AT系列單片機(jī)比較簡(jiǎn)單，但是SCT89C5仲片 機(jī)的空間較小，可能沒有足夠的空間去操作，ADC0832雖然速度比不上ADC0809但是其外圍電路簡(jiǎn) 單，性價(jià)比高。 方案三：其中 STC89C52比STC89C51單片機(jī)的空間大了一倍，且程序下載方式簡(jiǎn)單易操作， LCD1602的功能能夠滿足本次設(shè)計(jì)的需求，且物盡其用，市場(chǎng)價(jià)格不貴，YL-69和FC-28兩者相比功 能沒有太大差別，且價(jià)格相差不大。 1.3設(shè)計(jì)方案的選擇 根據(jù)上述三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，還有自身掌握的專業(yè)知識(shí)，從各個(gè)方面綜合考慮，決定選擇第三 種方案

24、來實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的。 具體實(shí)現(xiàn)過程為：以 STC89C52單片機(jī)為核心，YL-69 土壤濕度傳感器所采集到的數(shù)據(jù)傳送到 ADC0832中，當(dāng)STC89C52單片機(jī)需要數(shù)據(jù)時(shí)，就會(huì)給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送一條工作指令，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié) 束后，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，通過軟件程序處理之后傳送到LCD1602液晶顯示器上顯示信息。自動(dòng)澆 水部分功能的實(shí)現(xiàn)為，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，經(jīng)過軟件程序的對(duì)比處理后，發(fā)送信號(hào)到SRD-05VDC-SL-C 繼電器來驅(qū)使水泵工作或者關(guān)閉。當(dāng)土壤濕度檢測(cè)值低于設(shè)定值時(shí)，水泵工作；當(dāng)土壤濕度檢測(cè)值 等于或者高于設(shè)定值時(shí)，水泵停止工作。而自動(dòng)澆水功能的實(shí)現(xiàn)則為關(guān)掉單片機(jī)電源電路，

25、由外圍 電路供電來實(shí)現(xiàn)澆水。 第11頁共33頁 2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 2.1總體設(shè)計(jì) 自動(dòng)澆花系統(tǒng)利用單片機(jī)為核心來實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)澆花系統(tǒng)的濕度檢測(cè)電路是利用土壤濕度傳感器 土進(jìn)行信息采集，再經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器處理，輸送到單片機(jī)內(nèi)處理之后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，發(fā)送到LCD 顯示屏去顯示，通過這種方式我們便可以對(duì)土壤濕度變化進(jìn)行檢測(cè)和控制，也可以對(duì)濕度范圍重新 設(shè)置，手動(dòng)灌溉系統(tǒng)用單片機(jī)接受到的數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送指令到繼電器以控制水泵澆灌。自動(dòng)澆花 系統(tǒng)的硬件電路由單片機(jī)系統(tǒng)電路、電源的電路、濕度傳感器電路、LCD顯示電路、控制按鍵的電 路等電路共同構(gòu)成的；自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的軟件程序選用C語言編程。自動(dòng)澆花系統(tǒng)靈

26、活可靠，操作簡(jiǎn) 單，制作成本比較低，在灌溉中的應(yīng)用范圍很廣泛。系統(tǒng)總框圖如圖2.1所示。 圖2.1系統(tǒng)總框圖 2.2 STC89C52 單片機(jī) STC89C52單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的低電壓、高性能CM0S8 位微控制器7，具有8K系統(tǒng)可編程可擦除 Flash只讀存儲(chǔ)器，STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核， 但做了大量的改善使得芯片具有許多傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)51單片 札12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期隨意選擇。 采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造， 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將靈巧的8位

27、CPU和在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ) 器組合在一個(gè)芯片上，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。 2.2.1 STC89C52單片機(jī)的組成 STC89C52由一個(gè)8位微處理器、128KB片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 1個(gè)特殊功能寄存器 SFR 3KB片 內(nèi)程序存儲(chǔ)器 Flash ROM 64KB可尋址片內(nèi)外一編址的 ROM 64KB可尋址片外的 RAM 4個(gè)8位并行 I/O接口（ P0-P3）、一個(gè)全雙工通用異步串行接口UART兩個(gè)16位的定時(shí)器及計(jì)數(shù)器、具有位操 作功能的布爾處理機(jī)及位尋址功能的五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)以及片內(nèi)振蕩器和時(shí) 鐘產(chǎn)生電路8。其基本組成框圖如圖2.

28、2所示。 中昕檸帶 程尿歸爵蠱站等T溜 -PD H円 圖2.2 STC89C52單片機(jī)的組成 222 STC89C52的主要性能同 ? 增強(qiáng)型51單片機(jī)，完全兼容傳統(tǒng) 51單片機(jī)指令代碼，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周 期任意選擇 工作電壓：5.5V3.3V （ 5V單片機(jī)）/3.8V2.0V （3V單片機(jī)） 工作頻率范圍：040MHz相當(dāng)于普通51的080MHz實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz 8K用戶應(yīng)用程序空間 片上集成512字節(jié)RAM 通用I/O 口（ 32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，P0 口是漏極開路輸 出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O

29、 口用時(shí)，需加上拉電阻。 ISP （在系統(tǒng)可編程）/IAP （在應(yīng)用可編程），不需要專用的編程器和仿真器，用戶可通過 串口（ RxD/P3.0,TxD/P3.1 ）直接下載程序，省時(shí)省力 具有EEPRO功能 具有看門狗功能 共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T0、T1、T2） 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式喚醒 ? 通用異步串行口（ UART，可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART ? 工作溫度范圍：-40+85C（工業(yè)級(jí)）/075C（商業(yè)級(jí)） ? PDIP （塑料雙列直插式）封裝 2.2.3 STC89C52的管腳說明 STC89C52的

30、引腳圖如圖2.3所示。 T2/P1+ 1 40 VCC T2EX/P1, 1 2 39 pi . u/Ann r 1. 2 3 38 PL. 17 ADI p. 3 4 37 FC ” f丄.q b 36 P0. 3/AD3 Pl. 5 6 35 PC.4/AD4 Pl. 6 7 34 PO.5/AD5 Pl. 7 uchar Moisture; /運(yùn)行模式 uchar Mode=0; uchar Mode_ 1=0; /管腳聲明 sbit Relay= P1A6; /Moisture 預(yù)設(shè)值 II用于讀取ADC數(shù)據(jù) II=1是設(shè)置濕度閥值=0是正常監(jiān)控模式 I/O：自動(dòng)1;手動(dòng) II濕度報(bào)警

31、 void delay_ms( uint q) uint i,j; for(i=0;iq;i+) for(j=0;j0;x-) for(y=10;y0;y-); /寫命令 void write_com(uchar com) LCDRS=0; P0=com; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0; /寫數(shù)據(jù) void write_data(uchar date) LCDRS=1; / LCD_WriteData(date); P0=date; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0; void Sele

32、ctPositi on(un sig ned char x,un sig ned char y) if (x = 0) write_com(0 x80 + y);/表示第一行 else write_com(0 xC0 + y);/表示第二行 void LCD_Write_Stri ng(un sig ned char x,un sig ned char y,un sig ned char *s) SelectPositio n(x,y); while (*s) write_data( *s); s +; void LCD_Write_Char(u8 x,u8 y,u16 s,u8 l) Sel

33、ectPositio n(x,y); /萬位 /千位 /百位 /十位 /個(gè)位 if(l=5) write_data(0 x30+s/10000%10); if(l=4) write_data(0 x30+s/1000%10); if(l=3) write_data(0 x30+s/100%10); if(l=2) write_data(0 x30+s/10%10); if(l=1) write_data(0 x30+s%10); /*1602指令簡(jiǎn)介 write_com(0 x38); write_com(0 x0c); write_com(0 x0d); write_com(0 x0d);

34、*/ /1602初始化 void In it1602() uchar i=0; write_com(0 x38); write_com(0 x0c); write_com(0 x06); write_com(0 x01); 屏幕初始化 打開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍 打開顯示陰影閃爍 打開顯示陰影閃爍 屏幕初始化 打開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符是指針后一一位 清屏 void Display_1602(yushe_Moisture,temp) /顯示預(yù)設(shè)濕度 LCD_Write_Char(1,12,yushe_Moisture,3); /時(shí)時(shí)濕度 LCD_Write_Char(0,10,t

35、emp,3); sbit ADCS=P1A3; /ADC0832 片選 sbit ADCLK =P1A0; /ADC0832 時(shí)鐘 sbit ADDI =P1A1; /ADC0832 數(shù)據(jù)輸入 sbit ADDO=P1A1; /ADC0832 數(shù)據(jù)輸出 un sig ned int Adc0832( un sig ned char cha nn el) uchar i=0; uchar j; uint dat=0; uchar n dat=0; uchar Vot=0; if(cha nn el=0)cha nn el=2; if(cha nn el=1)cha nn el=3; ADDI=1

36、; _n op_(); _n op_(); ADCS=O; 拉低 CS端 _n op_(); _n op_(); ADCLK=1; 拉高 CLK端 _n op_(); _n op_(); ADCLK=0;/拉低CLK端，形成下降沿1 _n op_(); _n op_(); ADCLK=1;/ 拉高 CLK端 ADDI=cha nnel _n op_(); _n op_(); ADCLK=0;/拉低CLK端，形成下降沿2 _n op_(); _n op_(); ADCLK=1;/ 拉高 CLK端 ADDI=(cha nn el1) _n op_(); _n op_(); ADCLK=0;/拉低CLK端，形成下降沿3 ADDI=1;/控制命令結(jié)束 _n op_(); _n op_(); dat=0; for(i=0;i8;i+) dat|=ADDO;/ 收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _n op_(); _n op_(); ADCLK=O;形成一次時(shí)鐘脈沖 _n op_(); _n op_(); dat=1; if(i=7)dat|=ADD0; for(i=0;i8;i+) j=0; j=j|ADDO; 收數(shù)據(jù) ADCLK=1; _n op_();