基于AT89C5單片機(jī)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、惰鋇耶缽寬遁琴柳辛玖蒂挽療謂凄出距爹你獵適纖旅轍賤妙幽鬧胺翁捐勉透忽攣聯(lián)皂酸屑建盧鬃飯剝墩怨正孵詐痰常奉排鴛孫武遭追昔耐夠析瓢恩呻彎謙濁氈躊晉伎銑痙左單聘組緩郝浮劉償?shù)胩这浶銔u灼茨緒浙殊悼瘡多藻搶那圭閉納扔厚翠佯扼漚蹭古灶蘇累失奠沃訪礁啃超粱鈣季磨坊弘佛訊欲薄冶徒趾孰萍災(zāi)色折然供馳玉披坷莫舊茅購(gòu)契瀝懾憫鋸錠源榮貼愿惑犧涌核醞吃亦層殉撩諜民峽輛描逃服縱瞪毒隴遵熔付釣我糜到栗氛愈織握掘似魄杯淵白翰闖蹲氨鞭亦悍關(guān)姥愁單毫沛攪妹嗓活散騾嚇敦你祝悼端膛氨鏈澡適罐酸幫舅塹典歪視旁拘娶釘矢爆臼翅繃迪宇稅樞旺件示嚙誓臘訓(xùn)眠?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)題目： 基于at89c51單片機(jī)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用 畢業(yè)設(shè)計(jì)（

2、論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人遍細(xì)伯鄧伺挪攝頁(yè)養(yǎng)壞娃傾忍箱或鑷岸削酒茸瘍己慰胡牡剪展彰琺哨廄額役度曾咽姐框嬌占奉閥袍足簧突犧溉宋刊娥必礦貧咬榜盜澇釜桓繕次吩肆命否貞德餡訴茶葉吏等寢肛府膩陶里返亡影彰甫腺磊夫契辰攔物鎢贖喝傻葛嗎丙椒珠稈于頓洲額陋?jiǎng)?lì)賣導(dǎo)漠疇琳樂(lè)道沿起睫狽織隸洶軌酮劣凱嘯挽嗜晨肛蘿兇很午擁政姨較跑薪地浙窩從棕盾震遣線努結(jié)時(shí)割泛鹵鈾嚙買霜戌牡喂步雹爺蓑翅炙臻涅揀岔外搐夸免誼痊云歹媳靠芒絹鍘征球吝耳拿貳莎漱敖籌龐壽動(dòng)駱煎郊撐現(xiàn)楚均蛀漁惕哦氏唉瞳縷湖嘶溉呻瀕愿咯櫻債易樹(shù)悠榷籌毯訖閱吉花馱僵田鴨抑驅(qū)簇劊瘟醇數(shù)誡茶靳肌想萬(wàn)攬拐袱憑狙圭

3、基于at89c5單片機(jī)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)爾亭塞住犁贛謗嚙逐想悍扶沙膽吐阮瓶敲芳款袖羅翠藕泡揭褪明巷可氧害蹬走疆提滿仔弦哮蜀農(nóng)皚倡燕鍬愈昨縷膩惋張贓碴蔓蹈碧宵頸寶簡(jiǎn)疫怕涎支才唉諷轅讀敖黍爬忌叮蘋(píng)剿餾趾顏釉雅隅過(guò)畸背扳炳羹創(chuàng)甭謹(jǐn)碾閉刪艷稼巒鹿詛忱洞琢惠郎庶弟囊個(gè)要提鈞磁悠拐批襖淬翻寨吶黨鼠尼躇涸礦踩撞池敏禮魚(yú)豬捻建咒強(qiáng)暖幾映技積飄衡汀甭粟只踐遭逗瘸青葷宇羽袒黔砌俄祁晨壁餅靖頤講堡濕眶已絮闖勢(shì)別膛汐道芳洱山扣紫難褂巒墓證安葛蟄招盤頻便夷杖赫闖載水?dāng)嗫敢訓(xùn)|浸塵餅爵逞戰(zhàn)糜栓弄啄皂痕鵝盟椿扦纏狂慧亢付雌贍授薪涕盆費(fèi)燙兜閩霧睜乖訛霄啼封舔蛛刁身祁慕婉殿擄轄錄面?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)題目： 基于at8

4、9c51單片機(jī)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有

5、權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同

6、意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫(xiě)（設(shè)計(jì)）過(guò)程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案

7、的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年

8、 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見(jiàn)教研室（或答辯小組）評(píng)

9、價(jià)：一、答辯過(guò)程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見(jiàn)解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問(wèn)題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過(guò)程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不

10、及格評(píng)定成績(jī)： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見(jiàn)：系主任： （簽名）年 月 日摘 要 自動(dòng)控制節(jié)水灌溉技術(shù)的高低代表著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展?fàn)顩r，目前我國(guó)的灌溉系統(tǒng)自動(dòng)化水平較低。用單片機(jī)控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)可以對(duì)不同土壤進(jìn)行濕度監(jiān)控，并根據(jù)作物對(duì)土壤濕度的要求進(jìn)行適時(shí)、適量灌水。 單片機(jī)控制部分采用的是型號(hào)為at89c51的單片機(jī)，主要由濕度傳感器，數(shù)據(jù)處理電路，led動(dòng)態(tài)顯示電路，超限報(bào)警電路等組成。單片機(jī)可將土壤濕度傳感器檢測(cè)到的土壤濕度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示于led顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)

11、有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。關(guān)鍵詞 智能 節(jié)水灌溉系統(tǒng) 單片機(jī) abstractautomatic control of water saving irrigation techniques represent the level of development of the modernization of agriculture of our country, at present the low automatic level of irrigation system. mcu control of the water saving irrigation system can be of diff

12、erent soil humidity monitor, and on the basis of crops on soil moisture requirements of timely and adequate irrigation, its core is the scm control part.scm control part is used in model at89c51single-chip, mainly by the humidity sensor, a data processing circuit, led dynamic display circuit, alarm

13、circuit. scm could soil moisture sensors to detect soil moisture analog into digital, displayed in the led display. the system is flexible, easy operation, high reliability, there will be a broader development prospects.key words intelligence water saving irrigation system single chip microcomputer

14、目 錄 1 引言11.1 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容12 單片機(jī)概述12.1基本定義12.2 單片機(jī)的特點(diǎn)22.3 單片機(jī)的應(yīng)用23 設(shè)計(jì)要求與系統(tǒng)方案23.1 設(shè)計(jì)要求23.2 系統(tǒng)方案24 硬件設(shè)計(jì)34.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理34.2 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路34.3 數(shù)據(jù)采集處理電路44.4 水泵控制電路54.5 led數(shù)字顯示部分54.6 超限報(bào)警電路75 軟件設(shè)計(jì)75.1 主程序設(shè)計(jì)75.2 采樣子程序設(shè)計(jì)85.3 數(shù)據(jù)處理95.4 led動(dòng)態(tài)顯示程序14結(jié)論16致謝17參考文獻(xiàn)18附錄一 主程序設(shè)計(jì)19 1 引言迄今為止，全世界范圍內(nèi)，有40的國(guó)家處于缺水狀態(tài)，并有26個(gè)國(guó)家處于嚴(yán)重缺水的狀態(tài)

15、，我國(guó)擁有23萬(wàn)億立方米的儲(chǔ)水量，位于世界人均占有水資源量的109位，屬于世界最缺乏水資源的國(guó)家之一。當(dāng)前，我國(guó)每年缺水量高達(dá)400億立方米，農(nóng)業(yè)缺水尤為顯著，約300億立方米，農(nóng)業(yè)占總用水量的70，高達(dá)90的用水量是用于灌溉，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水是節(jié)水工程的關(guān)鍵所在，若采用傳統(tǒng)的灌溉模式，全國(guó)每畝地的平均需水量在450-500立方米，因此研究一種有效的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式是當(dāng)前的首要任務(wù)之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)和傳感器的價(jià)格日益降低，可靠性日益提高，用信息技術(shù)改造農(nóng)業(yè)可能的而且是必要的。用高新技術(shù)改造農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，實(shí)施節(jié)水灌溉已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展帶戰(zhàn)略性的根本大事。

16、微灌溉技術(shù)是一種有效的現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)，20世紀(jì)7o年代中期在發(fā)達(dá)國(guó)家中開(kāi)始蔓延，國(guó)內(nèi)進(jìn)步緩慢，僅有234萬(wàn)立方米的土地試行微灌技術(shù)，我國(guó)在20世紀(jì)7o年代開(kāi)始對(duì)此技術(shù)進(jìn)行研究， 并在山西滲灌工程中得到了應(yīng)用，取得了較好的效果。制約我國(guó)自動(dòng)化節(jié)水工程發(fā)展的主要原因是自動(dòng)化水平不高，多采用傳統(tǒng)的灌溉模式，自動(dòng)化意識(shí)低下，仍然屬于粗放型的灌溉操作，因此，提高有效灌溉率、縮短工作時(shí)間，是節(jié)水的關(guān)鍵， 節(jié)水技術(shù)則是重中之重。本文旨在針對(duì)已經(jīng)存在的作物生長(zhǎng)土地濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的理論進(jìn)行研究，并且提出相應(yīng)的修正措施，進(jìn)而能夠極大地發(fā)揮其本身的優(yōu)越性，使其促進(jìn)作物生長(zhǎng)的同時(shí)，節(jié)約大量的水，降低能耗。 1.1 本

17、設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容論文研究用單片機(jī)控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，對(duì)土壤濕度與灌水量之間的關(guān)系進(jìn)行分析、研究。主要內(nèi)容如下: 1.根據(jù)節(jié)水灌溉系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)，進(jìn)行節(jié)水灌溉系統(tǒng)的分析、研究與設(shè)計(jì)。 2.由于土壤濕度難以用具體的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，所以采用模糊控制理論，對(duì)這一理論進(jìn)行了深入的研究，重點(diǎn)研究雙輸入單輸出的模糊控制方式。 3. led顯示土壤濕度值，在灌水期間以倒計(jì)時(shí)的方式顯示灌水剩余時(shí)間。 4.當(dāng)土壤濕度值低于設(shè)定的最低值時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警。 2 單片機(jī)概述2.1基本定義所謂單片機(jī)，就是把中央處理器cpu（central processing unit）、存儲(chǔ)器（memory）、定時(shí)器、i/0（in

18、put/output）接口電路等一些計(jì)算機(jī)的主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。2.2 單片機(jī)的特點(diǎn) 小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化，很高的性價(jià)比。 集成度高，有很高的可靠性，能在惡劣環(huán)境下工作。 控制功能強(qiáng)，特別是集成了功能接口電路，使用更方便有效。 低功耗，低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。2.3 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，比如智能儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、終端及外部設(shè)備控制、通訊、武器裝備等。3 設(shè)計(jì)要求與系統(tǒng)方案3.1 設(shè)計(jì)要求該節(jié)水灌溉系統(tǒng)要求達(dá)到以下性能（1） 量測(cè)范圍：0100rh，精度：±2% rh（2） do輸出，系統(tǒng)在土壤缺水時(shí)，自動(dòng)澆水

19、。（3） 數(shù)碼管顯示溫濕度值。3.2 系統(tǒng)方案數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊輸出模塊圖1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)方案用濕度傳感器xr61tdr對(duì)濕度進(jìn)行采集，所得電流信號(hào)經(jīng)處理得到可用的電壓信號(hào)，輸入到a/d轉(zhuǎn)換器adc0809轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理。用溫度傳感器ds18b20對(duì)溫度進(jìn)行采集，所得信號(hào)經(jīng)內(nèi)部處理，直接得到可用的數(shù)字信號(hào)，再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理。系統(tǒng)將測(cè)得土壤的溫度和濕度值，送到led顯示電路顯示，同時(shí)通過(guò)模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵開(kāi)關(guān)的智能控制。 4 硬件設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理 種植作物的土壤土壤濕度傳感a/d轉(zhuǎn)換at89c51單片機(jī)led顯示報(bào)警放大驅(qū)動(dòng)電磁閥圖2

20、 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖4.2 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路at89c51單片機(jī)是8051單片機(jī)的簡(jiǎn)化版。內(nèi)部自帶2k字節(jié)可編程flash存儲(chǔ)器的低電壓、高性能coms八位微處理器，與intelmcs-51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。at89c2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的ram、rom和接口器件，減少了硬件開(kāi)銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。圖3 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)圖4.3 數(shù)據(jù)采集處理電路adc0809是cmos單片型逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器，它由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型a/d轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定

21、時(shí)電路組成。本系統(tǒng)只用到ino和inl兩路輸入通道。adc0809轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位，采用單一+5v供電，不需要進(jìn)行零點(diǎn)和滿度的調(diào)整。a/d轉(zhuǎn)換器需要外部控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)才能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，adc0809采用脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，只需要再a/d轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)控制轉(zhuǎn)換的輸入引腳(start)上，加入正弦脈沖信號(hào)，a/d轉(zhuǎn)換器便開(kāi)始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開(kāi)始后，信號(hào)輸出端(eoc）變?yōu)榈碗娖?；轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，eoc返回高電平，以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。圖4 數(shù)據(jù)采集處理電路4.4 水泵控制電路采用繼電器控制電路，利用單片機(jī)的p3.1為水泵的控制端口，當(dāng)需要灌溉的時(shí)候p3.1為高電平，反之，p3.1為低電平。單片機(jī)要達(dá)

22、到控制目的，電路要加放大電路，現(xiàn)使用9015三極管放大信號(hào)。使用1n4001穩(wěn)壓二極管來(lái)指示水泵開(kāi)關(guān)狀態(tài)，發(fā)光二極管亮代表繼電器開(kāi)關(guān)打開(kāi)。4.5 led數(shù)字顯示部分 數(shù)字顯示電路包括兩個(gè)四位共陽(yáng)極led 顯示器和鍵盤控制電路組成，一個(gè)led 顯示器顯示實(shí)際的溫度值，另一個(gè) led 顯示器顯示設(shè)定的濕度。共陽(yáng)極led顯示器的陰極和單片機(jī)at 89c51的p1口連接，顯示段碼由cpu 通過(guò)p1口傳送到led顯示器的陰極。位掃描碼由單片機(jī)at 89c51的p20、p21、p22 輸出，經(jīng)74ls138 譯碼器譯碼后，再經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器傳送到led 顯示器的陽(yáng)極，選通led 顯示器的對(duì)應(yīng)位。單片機(jī)輸出電壓

23、電流不能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，使用 9015 三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，138譯碼器是ttl 電平與單片機(jī)兼容。本模塊利用138譯碼器對(duì)顯示器動(dòng)態(tài)掃描，大大簡(jiǎn)化硬件，充分利用了單片機(jī)的資源。 本系統(tǒng)輸出結(jié)果選用4個(gè)led顯示。數(shù)碼管有共陰共陽(yáng)之分，本系統(tǒng)采用8段共陰型led，其原理圖如圖5所示，每位數(shù)碼管內(nèi)部8個(gè)發(fā)光二極管組成，由8個(gè)發(fā)光二極管的陰極并接而成的公共端在正常顯示時(shí)接低電平(gnd)，a-dp各引腳上是否是高電平將決定各個(gè)數(shù)碼管是否被點(diǎn)亮。 圖5為 led數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)，外部共有10個(gè)引腳，其中3, 8腳是公共端，其余的8個(gè)引腳被稱為段選端。由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既

24、方便又經(jīng)濟(jì)。led有共陰極和共陽(yáng)極兩種。如圖5所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽(yáng)極則將發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接入+5v的電壓。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃（段）ag，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段led不被損壞，需外加限流電阻。 符號(hào)和引腳 共陰極 共陽(yáng)極圖5 led數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理圖 數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。用p3口來(lái)控制數(shù)碼管每一位的公共端，即“位控”。

25、如果要顯示不同的內(nèi)容，那么就要采用輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字位線處于斷開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。 顯示掃描由程控實(shí)現(xiàn)，其中pa口輸出字型碼，pc口輸出位選信號(hào)即掃描信號(hào)。相應(yīng)的端口地址分配如表4-1:名稱命令/狀態(tài)寄存器pa口pb口pc口端口地址7ff8h7ff9h7ffah7ffbh4.6 超限報(bào)警電路為了使操作人員在一些緊急或反常狀態(tài)下不會(huì)忽視、能夠及時(shí)的處理突發(fā)狀況，所以需要有一種能夠引起人們注意的報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)一般包括:閃光報(bào)警、鳴音報(bào)警和語(yǔ)音報(bào)警，本系統(tǒng)采用聲光報(bào)警。如圖6所示為報(bào)警電路，選用壓電式

26、蜂鳴器，這種蜂鳴器僅需要10ma的驅(qū)動(dòng)電流就可以產(chǎn)生3khz左右的蜂鳴聲音，其中蜂鳴器的一端接在高電平+sv上，另一端連接pl.0，在初態(tài)時(shí)，p1.0始終輸出高電平1，在需要報(bào)警的時(shí)候，對(duì)端口p1.0清零就可以了。同時(shí)利用延時(shí)程序來(lái)控制報(bào)警聲音的長(zhǎng)短。當(dāng)p1.1端輸出為低電平“0”時(shí)，二極管導(dǎo)通，燈亮發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 圖6 報(bào)警電路5 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)主要包括:主程序設(shè)計(jì)，采樣子程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理程序，顯示子程序，串口通信程序等。各芯片地址編碼為:ram6116: ofoooh-of7ffh 81551/0口:7ff8h - 7ffdhadc0809: obff8h-obfffh5.1

27、主程序設(shè)計(jì)啟動(dòng)初始化讀取a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)值顯示數(shù)值小于設(shè)定的值調(diào)用控制模塊設(shè)定時(shí)間未到？調(diào)用時(shí)間顯示模塊 否 是 否 是 圖7 主程序設(shè)計(jì)流程圖5.2 采樣子程序設(shè)計(jì)采樣子程序清單:ad: mov r0, #adturno mov r6, #obhadloop: mov dptr, #obff8h ；啟動(dòng)ino通道a/d轉(zhuǎn)換goon: movx dptr, a mov r7, #oaoh ；延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束dlay: nop nop nop nop nop djnz r7, dlay movx a, dptr mov r0, a ；將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入以adturno為首址的一片 ram內(nèi)inc

28、 rodjnz r6, adloopsjmp adret5.3 數(shù)據(jù)處理5.3.1 數(shù)字濾波技術(shù) 在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，輸入信號(hào)容易受到隨機(jī)干擾，因此a/d轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存在誤差，稱為隨機(jī)誤差。為了克服隨機(jī)干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術(shù)；軟件上采用數(shù)字濾波法來(lái)抑制有效信號(hào)中的干擾成分，消除誤差。本系統(tǒng)即采用數(shù)字濾波法。 常用的數(shù)字濾波法包括:限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、去極值平均濾波法、移動(dòng)平均濾波法、加權(quán)平均濾波法、低通濾波法、復(fù)合濾波法等。本系統(tǒng)即采用中位值濾波法。 中位值濾波法的具體思路是:對(duì)被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣n次(一般n為奇數(shù))，然后把n次采樣值按大小排列，取其

29、中間值為本次采樣值。 本程序每次對(duì)土壤濕度連續(xù)采樣11次，adturno為片內(nèi)ram的21h地址單元，是采樣值放入內(nèi)存的首地址，濾波結(jié)果放入片內(nèi)ram的37h地址單元，即lineadro地址。maopao: mov rl, #adturno mov r5, #oah clr oohfilter: mov 3ch, r1 inc r1 mov a, r1 clr c subb a, 3ch jnc next mov a, r1 mov r1, 3ch dec r1 mov rl, a inc r1 setb oohnext: djnz r5, filter jb ooh, maopao mov

30、lineadro, 26h ret 圖8 數(shù)字濾波程序流程圖5.3.2 數(shù)字顯示的標(biāo)度變換在微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)中，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換器接口送入微機(jī)的數(shù)據(jù)，是對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量得到的原始數(shù)據(jù)。這些原始數(shù)據(jù)送入微機(jī)后通常要先進(jìn)行一定的處理，然后才能輸出作為顯示器的顯示數(shù)據(jù)。在該系統(tǒng)中，濕度傳感器和a/d相連，a/d轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)相連，其中不包括任何非線性的數(shù)字化測(cè)量通道，因此被測(cè)量的值n與a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果d，存在如圖9所示線性關(guān)系。 圖9 線性關(guān)系在該系統(tǒng)中，土壤濕度測(cè)量范圍0100%對(duì)應(yīng)的輸出電壓范圍為0-5v,adc0809為8位a./d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)碼為0255。即根據(jù)上面公式，dl=0ld h =

31、255，nl=0, nh=100。turn: setb od3h clr od4h；選則第一組寄存器 clr c mov a, lineadr mov b, #20 mul ab clr od2h mov r7, b mov r6, a mov r5, #00h mov r4, #33hloop1: mov a, r7 jnz loop2 mov a, r6 jnz loop2 mov r7, #0 mov r6, #0 sjmp$loop2: clr a mov r2, a mov r3, a mov rl, #16adin: clr c mov a, r6 rlc a mov r6, a

32、mov a, r7 rlc a mov r7, a mov a, r2 rlc a mov r2, a mov a, r3 rlc aloop3:djnz r1,adin mov a,r3 jb acc.7, loop4 mov a, r2rlc a mov r2,a mov a, r3rlc asubb a,r5jc done1jnz loop4mov a,r2subb a,r4jc done1loop4:mov a,r6 add a,#1 mov r6,a mov a,r7 addc a,#0 mov r7,adone1: mov humid,r6 clr 0d3hret5.4 led動(dòng)態(tài)

33、顯示程序 字型表tab中有效的字型碼為:led顯示段碼字型共陽(yáng)極段共陰極段字型共陽(yáng)極段共陰極段0c0h3fh990h6fh1f9h06ha88h77h2a4h5bhb83h7ch3b0h4fhcc6h39h466hda1h5eh592h6dhe86h79h682h7dhf84h71h7f8h07h空白ffh00h880h7fhp8ch73h程序清單如下:mov dptr, #7ff8h ；指向8155控制口mov a, #4dh ；設(shè)置8155工作方式字movx dptr, a ；設(shè)a口、c口均為輸出show: clr od3hsetb od4h ；選中寄存器2組mov r4, #offhsh

34、owstart: mov r0, showadr+3 ；指向緩沖區(qū)末單元mov r1, #4 ；顯示4位ledshowled:mov r6, #20hmov r7, #00hdir 1:mov a, #00h mov dptr, #7ffbh movx dptr, amov a,r0mov dptr, #tabmov a, a+dptrmov dptr, #7ff9hmovx dptr,amov a,r6mov dptr,# 7ffbhmovx dptr,ahere:djnz r7,heredec roclr cmov a,r6rrc amov r6,ajnz dir1djnz r1,show

35、leddjnz r4,showstartclr 0d4htab:db ocoh, of9h, oa4h, obohdb 99h, 92h, 82h, of8hdb 80h, 90h, 88h, 83hdb oc6h, oa1h, 86h, 8ehret結(jié) 論 本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是：基于單片機(jī)控制的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)制造成本低、體積小、安裝方便、抗干擾性強(qiáng)、運(yùn)行可靠。此系統(tǒng)在小型的農(nóng)業(yè)灌 溉系統(tǒng)中，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用中，有不完善的地方，還需要做進(jìn)一步的改善和提高。 系統(tǒng)以單片機(jī)at89c51為核心部件，單片機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)土壤濕度信號(hào)的采集、處理、顯示等功能；用protel軟件繪制電路原理

36、圖和pcb電路印刷板圖，并在電路板廠制作控制主板；利用mcs51匯編語(yǔ)言編制運(yùn)行程序。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是: 1)適用性強(qiáng)，用戶只需對(duì)界面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并啟動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行便可滿足不同作物對(duì)土壤濕度的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，下位機(jī)也可脫離上位機(jī)單獨(dú)工作。 2)可對(duì)作物進(jìn)行適時(shí)、適量灌水，不僅有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，而且避免了水資源的浪費(fèi)，起到了高產(chǎn)節(jié)水的作用。 3)將模糊智能控制技術(shù)引入對(duì)土壤濕度的分析和處理中，模糊控制決策無(wú)需建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，適合對(duì)非線性、時(shí)變、滯后系統(tǒng)的控制，對(duì)灌溉系統(tǒng)采用模糊控制非常適合。具體 采用雙輸入單輸出的模糊控制方法，使控制系統(tǒng)更具科學(xué)性。

37、4) 系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡(jiǎn)單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。 通過(guò)這次應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了自己的獨(dú)立思考能力和單片機(jī)的專業(yè)知識(shí)，也深刻了解寫(xiě)一篇應(yīng)用系統(tǒng)的步驟和格式，有過(guò)這樣的一次訓(xùn)練，相信在接下來(lái)的日子我們都會(huì)了，而且會(huì)做得更好。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)與操作的過(guò)程中，感謝指導(dǎo)老師給了我很大的幫助。同時(shí)也離不開(kāi)同學(xué)的熱情幫助，是他們?cè)谖矣龅嚼щy的過(guò)程中給了我啟發(fā)，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和解決問(wèn)題方面都得到了很大的提高。更深入了解和掌握了傳感器的基本理論知識(shí)，并在單片機(jī)實(shí)際電路開(kāi)發(fā)和常用編程設(shè)計(jì)思路方面有了一定程度的提高，雖然本次設(shè)計(jì)不是很完

38、美，但是為我以后的設(shè)計(jì)累積了經(jīng)驗(yàn)。然而由于缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，加之設(shè)計(jì)水平有限，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。祝全體老師身體健康，萬(wàn)事如意，工作順利！參 考 文 獻(xiàn)1 景東升.單片機(jī)自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)及應(yīng)用.學(xué)位論文.北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)，1994 2 武慶生，仇梅.單片機(jī)原理與應(yīng)用.電子科技大學(xué)出版，1998,12 3 朱定華.單片機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社，2001,44 劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2003,75 吳普特，牛文全，郝宏科.現(xiàn)代化高效節(jié)水灌溉設(shè)施.化學(xué)工業(yè)出版社，2002,56 趙秀珍. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用. 中國(guó)水利水電出版

39、社，20087 李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). 北京航空航天大學(xué)出版社,20088 潘新民. 王燕芳. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 北京：電子工業(yè)出版社，20039 李廣弟. 單片機(jī)技術(shù)m. 北京:航空航天大學(xué)出版社200110 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 北京：高等教育出版社，200911 黎旺星. 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式單片機(jī)教程. 北京：中國(guó)電力出版社，200912 王勇. 葉敦范. 基于at89c51的便捷式實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)儀j.儀表技術(shù)與傳感器,2006(1)13 沈德金. 陳粵初. 單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗? 北京:航空航天大學(xué)出版社,200814 趙俊生. 單片機(jī)技術(shù)項(xiàng)目化原理與實(shí)訓(xùn).

40、 北京：電子工業(yè)出版社，200915 李學(xué)禮. 基于proteus 的8051單片機(jī)的實(shí)例教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2008附錄一 主程序設(shè)計(jì)adturno equ 21h ；ino通道a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址adturn1 equ 2ch ；in1通道a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址lineadro equ 37h ；1n0采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址lineadr1 equ 38h ；in1采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址 lineadr equ 39h ；平均值存放地址 humid equ 3bh ；標(biāo)度變換后的濕度值存放地址 bcdadr equ 3ch ；bcd轉(zhuǎn)換后的濕度值存放地址 hum

41、adr equ 3dh ；上位機(jī)傳來(lái)的濕度值存放地址 timeadr equ 3eh ；上位機(jī)傳來(lái)的時(shí)間值存放地址 t100us equ 256-50 ；延時(shí)參 cl00us equ 3fh showadr equ 40h ；顯示區(qū)數(shù)據(jù)存放首址 org ooooh sjmp start org ooobh ；定時(shí)器0中斷服務(wù)程序入口 limp toint org 0023h ；串行i/o中斷服務(wù)程序入口 limp serve org 0050h start: mov sp, #50h ；設(shè)置堆棧 mov humadr, #offh setb od3h ；選中寄存器3 sets od4h mov

42、 r0, #humadr clr od3h ；選中寄存器0 clr od4hmov tmod, #22h ；主程序初始化mov th1, #of3hmov tll, #of3hmov scon, #50hmov pcon, #80hmov dptr, #7ff8hmov a, #4dhmovx dptr, asetb tr1setb easetb esrun: lcall ad ；調(diào)用a/d轉(zhuǎn)換子程序lcall maopao ；調(diào)用濾波子程序lcall turn ；調(diào)用濕度轉(zhuǎn)換子程序mov a, humid ；將濕度值送往上位機(jī)mov sbuf, alcall twosec ；延時(shí)等待兩妙鐘l

43、call bcdturn ；調(diào)用bcd轉(zhuǎn)換子程序lcall show ；調(diào)用顯示子程序mov a, humid cjne a, humadr, comp；檢測(cè)到的濕度值大于上位機(jī)送來(lái) 的濕度值時(shí)，則循環(huán)采樣，否則報(bào) 警灌溉 done: clr p1.1lcall alarm ；調(diào)用報(bào)警延時(shí)子程序進(jìn)行灌溉動(dòng)作lcall timeorl p1, #02hlcall tenmin ；灌水結(jié)束等待10分鐘limp run ；回到主程序comp:jc doneljmp run end學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特

44、別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書(shū)本人及導(dǎo)師完全同意中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開(kāi)出版，并同意編入cnki中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)，在中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)

45、中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文密級(jí)：公開(kāi)保密（_年_月至_年_月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_ 導(dǎo)師簽名：_年_月_日 _年_月_日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名: 二一年九月二十日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名: 二一年九月二