農(nóng)田灌溉節(jié)水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、-本科畢業(yè)論文農(nóng)田灌溉節(jié)水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of automatic control system of water saving irrigation學(xué)院名稱： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電子信息工程2021級(jí)2班 學(xué)生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師職稱：2021年5月. z-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)展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，也不包含我為獲得工學(xué)院及其它教育機(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)

2、幫助和做出過(guò)奉獻(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)明本人完全了解工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的規(guī)定，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效勞；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、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颊撐牡木植炕蛉咳?。作者簽名： 日 期：目 錄摘要IAbstractII引 言1第一章 緒論21.1研究的背景21.2課題研究的意義31.3課題研究主要任務(wù)和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)4第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.1系統(tǒng)硬件設(shè)

3、計(jì)框架52.2 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)6第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)73.1 濕度傳感器的設(shè)計(jì)73.2單片機(jī)的設(shè)計(jì)83.3 無(wú)線模塊的設(shè)計(jì)113.4 顯示模塊的設(shè)計(jì)123.5 電源電路設(shè)計(jì)133.6 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)14第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)164.1初始化模塊164.2 無(wú)線模塊存放器配置164.3 DHT11測(cè)量流程174.4 系統(tǒng)整體程序設(shè)計(jì)18第五章 系統(tǒng)的安裝和調(diào)試215.1 系統(tǒng)硬件的安裝215.2 系統(tǒng)單元調(diào)試電路215.3 系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程22結(jié) 論23致 24參考文獻(xiàn)25附 錄26附錄A26附錄B28附錄C46. z-農(nóng)田灌溉節(jié)水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本文設(shè)計(jì)了一種農(nóng)田灌溉節(jié)水自動(dòng)控制系統(tǒng)

4、，該系統(tǒng)分為兩大局部：發(fā)射端和接收端。發(fā)射端通過(guò)DHT11采集濕度值，經(jīng)單片機(jī)處理后，濕度值在數(shù)碼管上顯示，并經(jīng)過(guò)無(wú)線模塊將濕度值傳輸?shù)浇邮斩?。接收端接收到濕度值進(jìn)展處理，與設(shè)定的值比較，并顯示。假設(shè)濕度值低于預(yù)設(shè)值，則繼電器翻開(kāi)水閥，對(duì)農(nóng)田進(jìn)展灌溉；假設(shè)濕度值高于預(yù)設(shè)值，則繼電器關(guān)閉水閥，停頓灌溉。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為中心控制單元，軟硬件結(jié)合。軟件局部采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，keil仿真，硬件電路采用Proteus仿真，使用Altium Designer導(dǎo)入相關(guān)元器件的封裝，然后進(jìn)展系統(tǒng)PCB的繪制，完成電路板的制作，并進(jìn)展元器件的安裝以及電路板單元電路的調(diào)試和系統(tǒng)的總體調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本功

5、能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；無(wú)線模塊；濕度傳感器；繼電器Irrigation Water-saving Design of Automatic Control SystemAbstract:Irrigationwater-saving controlproblemismon in our life, the traditional irrigation fee water, time consuming. With the development of science and technology of water resources and poor gradually, drip irrigati

6、on, sprinkler irrigation and other new irrigation technology rapid development, and the control technology of form a plete set of the new requirements. Using the humidity automatic control system of farmland irrigation is being more and more mon, not only can greatly save the cost, also can enhance

7、the level of People's Daily life. Irrigation water automatic control system design, mainly divided into two parts: the transmitter and the receiver. Information transmitted by DHT11 acquisition of farmland in humidity, through single chip processing, according to the information on the digital t

8、ube, through the wireless module to transmit information to the receiving end. The receiver by receiving module will launch the wireless transmission module of humidity information processing, and setting value parison of humidity, and display on the Nokia5110LCD, if the humidity of the humidity val

9、ue is lower than the preset value, through the relay to open the water valve, the farmland irrigation. If the humidity of humidity value is higher than the preset value, the closed by a relay water valve, stop the irrigation. This design with the single chip processor as the center control unit, the

10、 hardware and software. Software part written using C language, using keil simulation, hardware circuit USES Proteus simulation, circuit principle in the system design is pleted, use Altium Designer import related ponents encapsulation, and then systematically PCB drawing, according to the PCB layou

11、t, plete the production of circuit boards, and ponents of the installation and debugging of the circuit board and system overall debugging, finally realized the function of irrigation system.Key words: single chip microputer;Wireless module; The humidity sensor; relay. z-引 言隨著社會(huì)的開(kāi)展，水資源的短缺到達(dá)前所未有的程度，這

12、一狀況還將隨著時(shí)間的推移和社會(huì)的開(kāi)展繼續(xù)惡化。水資源危機(jī)已成為全球性的突出問(wèn)題，利用科技手段緩解這一危機(jī)，將是人類主要的出路。研究和開(kāi)發(fā)灌溉節(jié)水系統(tǒng)，使農(nóng)田得到正常灌溉并能節(jié)約水資源。本系統(tǒng)通過(guò)主控制器采用8位單片機(jī)STC89C52作為主控芯片，三個(gè)按鍵控制上限的設(shè)置，nokia5110作為顯示電路，利用nRF24L01無(wú)線模塊進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸，并將采集到的濕度與設(shè)定值進(jìn)展比照，進(jìn)而決定繼電器的開(kāi)關(guān)，判斷農(nóng)田是否需要灌溉。同時(shí)接收端通過(guò)無(wú)線模塊向發(fā)射端發(fā)送濕度采集信號(hào)，發(fā)射端采用STC12C2052單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò)DHT11采集濕度，顯示在數(shù)碼管上，利用nRF24L01無(wú)線模塊進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸

13、。預(yù)期結(jié)果是能實(shí)現(xiàn)其根本功能，能夠正確的判斷農(nóng)田是否需要灌溉。既能夠節(jié)省水資源，又能夠正常灌溉。第一章 緒論1.1研究的背景1.1.1課題研究目的水作為人類的生命之源，沒(méi)有水，地球上的生命將會(huì)枯竭。隨著21世紀(jì)的到來(lái)，水資源的短缺到達(dá)前所未有的程度，這一狀況還將隨著時(shí)間的推移和社會(huì)的開(kāi)展繼續(xù)惡化。水資源危機(jī)已成為全球性的突出問(wèn)題，利用科技手段緩解這一危機(jī)，將是人類主要的出路。研制與開(kāi)發(fā)無(wú)線遙控節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)，是尋找客觀的節(jié)水的一種方法，不但改善水資源緊缺的條件，對(duì)提高水資源的利用率起一定的作用，而且還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的本錢(qián)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛開(kāi)展，計(jì)算機(jī)和傳

14、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)不僅是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)開(kāi)展帶戰(zhàn)略性的根本大事。本文旨在設(shè)計(jì)一套能對(duì)作物生長(zhǎng)的土壤濕度進(jìn)展自動(dòng)監(jiān)控的系統(tǒng)，它能對(duì)作物進(jìn)展適時(shí)、適量的灌水，起到高效灌溉，節(jié)水、節(jié)能、高產(chǎn)的作用。1.1.2國(guó)外相關(guān)研究現(xiàn)狀近三、四十年科技的開(kāi)展，拉開(kāi)了新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的序幕。灌溉水管理技術(shù)的應(yīng)用可以減少水在渠系調(diào)配過(guò)程中的損失，到達(dá)節(jié)水的目的。該技術(shù)還可以使水量分配合理，增加水量分布的均勻性，因此也是使作物增產(chǎn)增效的有效途徑。以色列、美國(guó)、荷蘭等國(guó)家對(duì)不同作物的灌溉制度進(jìn)展了深入的研究，己取得

15、了豐富的成果，主要表達(dá)在農(nóng)業(yè)信息的獲取和及時(shí)處理、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易信息化等。節(jié)水灌溉興旺國(guó)家已普遍采用計(jì)算機(jī)控制灌溉系統(tǒng)，用埋在地下的濕度傳感器可以測(cè)得土壤濕度信息，還有的智能系統(tǒng)能通過(guò)檢測(cè)植物莖、果的直徑變化，來(lái)決定對(duì)作物的灌溉方案和灌溉量。在溫室等設(shè)施較多使用小型灌溉控制器，這種設(shè)備通常能控制幾路或十幾路電磁閥，有假設(shè)干套灌溉管理程序，可預(yù)先設(shè)定灌水開(kāi)場(chǎng)、完畢時(shí)間和灌水時(shí)間隔時(shí)間，操作方便，自動(dòng)化、智能化控制運(yùn)行精細(xì)、可靠，節(jié)省人力，對(duì)灌溉過(guò)程的控制可到達(dá)相當(dāng)精度。以色列已出現(xiàn)了在家利用電腦對(duì)灌溉過(guò)程進(jìn)展全部控制的農(nóng)

16、場(chǎng)主，其中還有無(wú)線控制。以色列開(kāi)發(fā)出了多種系列的自動(dòng)灌溉配套設(shè)備，如電動(dòng)和水動(dòng)遙控電磁閥、減壓閥、調(diào)壓閥、平安閥和流量控制閥等。興旺國(guó)家為滿足對(duì)灌溉系統(tǒng)管理的靈活、準(zhǔn)確、快捷的要求，非常重視空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用。我國(guó)的節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備自20世紀(jì)50年代從國(guó)外引進(jìn)后，在很長(zhǎng)一段時(shí)間，主要是示應(yīng)用，再加上設(shè)計(jì)、管理及設(shè)備上的一些問(wèn)題，沒(méi)有得到大面積的應(yīng)用，相配套的自動(dòng)控制系統(tǒng)就更少了。到20世紀(jì)80年代，特別是90年代后，隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展、水資源的緊及國(guó)家的重視，節(jié)水灌溉得到了迅猛地開(kāi)展，同時(shí)電子技術(shù)也日新月異，其它行業(yè)中的自動(dòng)控制技術(shù)也逐步地在節(jié)水灌溉中得到應(yīng)用。但

17、是我國(guó)目前自動(dòng)控制系統(tǒng)從國(guó)外進(jìn)口的居多，國(guó)自行研制的還很少，雖然從簡(jiǎn)易型到中央計(jì)算機(jī)型均有產(chǎn)品并得到應(yīng)用，但大多還是單板機(jī)和小型控制器，與國(guó)外產(chǎn)品相比，在技術(shù)上還比較落后，有些方面設(shè)計(jì)還不太合理，制造也比較粗糙，使用不太方便，仍需進(jìn)一步完善。1.1.3開(kāi)展趨勢(shì) 加速開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的成套、適用、可靠、低本錢(qián)、高效率、先進(jìn)的智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)是十分必要和緊迫的，也是我國(guó)今后節(jié)水灌溉設(shè)備開(kāi)展的主要方向。1.2課題研究的意義我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，建國(guó)50年來(lái)，農(nóng)業(yè)得到了很大開(kāi)展，取得了以占世界7%的耕地養(yǎng)活了世界22%的人口的舉世矚目的成就。但也付出了巨大代價(jià):地下水位下降、河湖枯槁、季節(jié)性缺水、江

18、河污染、水土流失和生態(tài)環(huán)境惡化等。當(dāng)前，制約我國(guó)農(nóng)業(yè)開(kāi)展的主要因素是水資源嚴(yán)重缺乏。而且隨著經(jīng)濟(jì)建立、生態(tài)環(huán)境建立步伐的加快，人們生活水平的提高，對(duì)水的需求量將更大。 我國(guó)農(nóng)業(yè)用水面臨資源短缺的同時(shí)，農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)現(xiàn)象卻非常嚴(yán)重。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右，由于農(nóng)田灌溉用水的利用率普遍低下，水的利用率僅為45%，而水資源利用率高的國(guó)家為70%-80%。在水資源緊的情況下，解決農(nóng)業(yè)用水短缺問(wèn)題的主要方法是開(kāi)展節(jié)水灌溉。節(jié)水灌溉是遵循作物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的需求規(guī)律而進(jìn)展的適時(shí)灌溉，利用盡可能少的水取得盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)出的一種灌溉模式。在灌溉系統(tǒng)合理地推廣自動(dòng)化控制，不僅可以提高水資源的

19、利用率，緩解水資源日趨緊的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的本錢(qián)。研制與開(kāi)發(fā)無(wú)線遙控節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)，是尋找客觀的節(jié)水的一種方法，不但改善水資源緊缺的條件，對(duì)提高水資源的利用率起一定的作用，而且還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的本錢(qián)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛開(kāi)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)不僅是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)開(kāi)展帶戰(zhàn)略性的根本大事。本文旨在設(shè)計(jì)一套能對(duì)作物生長(zhǎng)的土壤濕度進(jìn)展自動(dòng)監(jiān)控的系統(tǒng)，它能對(duì)作物進(jìn)展適時(shí)、適量的灌水，起到高效灌溉，節(jié)水、節(jié)能、高產(chǎn)的作用。1.3

20、課題研究主要任務(wù)和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)本課題研究的主要容是設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)和無(wú)線模塊的濕度檢測(cè)系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)和控制農(nóng)田的濕度值，使農(nóng)田的濕度處于適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)的最正確濕度環(huán)境，并具有無(wú)線傳輸、實(shí)時(shí)顯示、自動(dòng)灌溉的功能。當(dāng)濕度越限時(shí)，功能執(zhí)行模塊根據(jù)主控芯片發(fā)出的當(dāng)前指令執(zhí)行相應(yīng)的操作，通過(guò)自動(dòng)灌溉來(lái)實(shí)現(xiàn)最正確控制?；谝陨闲枨笈c當(dāng)前技術(shù)實(shí)現(xiàn)，方案設(shè)計(jì)一款以單片機(jī)為控制核心的濕度采集系統(tǒng)。人性化的設(shè)計(jì)：根據(jù)植物的生活需求，把濕度值控制在一定的圍，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的顯示采樣農(nóng)田里的濕度值。通過(guò)采集的濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，判斷是否供水或停水。系統(tǒng)通過(guò)繼電器在控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，到達(dá)對(duì)農(nóng)田濕度的

21、控制。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框架通過(guò)查閱資料及文獻(xiàn)確定節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體框架構(gòu)造分為兩局部：發(fā)射端和接收端。發(fā)射模塊如圖2.1所示和接收模塊如圖2.2所示，用無(wú)線模塊在發(fā)射端與接收端之間傳遞數(shù)據(jù)信息。濕度顯示無(wú)線模塊 單片機(jī)濕度數(shù)字傳感器供電電路電源電路 液晶顯示圖2.1 發(fā)射端 單片機(jī)電源電路 無(wú)線模塊繼電器鍵盤(pán) 供電電路圖2.2 接收端發(fā)射端的根本功能是通過(guò)濕度傳感器，采集濕度信息，通過(guò)單片機(jī)微控制器處理在數(shù)碼管上面顯示濕度信息，再通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊，把處理好的濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端。接收端的電源電路向主控制器提供工作電壓，5110液晶顯示局部顯示的是發(fā)射端端在農(nóng)田里所

22、測(cè)濕度，通過(guò)和鍵盤(pán)設(shè)置的濕度值上限比照，從而決定繼電器的開(kāi)關(guān)。無(wú)線模塊的功能是發(fā)送數(shù)據(jù)和接收濕度信息，3.3v穩(wěn)壓電路是向無(wú)線模塊提供正常工作的電壓。2.2 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)電子元器件的選擇和電路的分析與設(shè)計(jì)，根本的電路已經(jīng)確定各局部的電路功能也根本確定。本次設(shè)計(jì)主控制端的微控制器用的是AT89C52，無(wú)線模塊確定為nRF24L01無(wú)線通信模塊，顯示電路為Nokia5110顯示，濕度傳感器選擇的是具有單總線構(gòu)造的數(shù)字濕度傳感器DHT11，還有兩個(gè)穩(wěn)壓電路和鍵盤(pán)控制電路和一個(gè)繼電器電路控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。根據(jù)具體的實(shí)際應(yīng)用情況設(shè)計(jì)的接收端電路原理圖見(jiàn)附錄A圖1，發(fā)射端的實(shí)際設(shè)計(jì)電路原理圖見(jiàn)附錄

23、A圖2。第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 濕度傳感器的設(shè)計(jì)濕度傳感器主要有濕敏元件，HS1101濕度傳感器，數(shù)字溫濕度傳感器DHT11。濕敏元件其主要分為電阻式和電容式。濕敏電阻的種類多，靈敏度高，但是其線性和產(chǎn)品的互換性差。濕敏元件需時(shí)刻在檢測(cè)環(huán)境中，很容易受到環(huán)境污染進(jìn)而影響其測(cè)量精度和持續(xù)穩(wěn)定性。HS1101濕度傳感器在電路構(gòu)成上等效于一個(gè)電容器件，將HS1101的電容量的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)易承受的信號(hào)需要一個(gè)振蕩電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜。因此，我使用DHT11濕度傳感器。其輸出信號(hào)全數(shù)字化。DHT11數(shù)字濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用數(shù)字模塊采集技

24、術(shù)和濕度傳感技術(shù)，產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。由一個(gè)NTC測(cè)溫元件和一個(gè)電阻式感濕元件構(gòu)成的傳感器可以連接于一個(gè)高性能的8位單片機(jī)，因此使該產(chǎn)品具有優(yōu)良的品質(zhì)、超快的響應(yīng)、極強(qiáng)的抗干擾能力和較高的性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)集成采用簡(jiǎn)易方便的單線制串行接口。傳感器以其超小的體積、極低的功耗。元件的封裝是4針單排引腳，連接方便，調(diào)試電路簡(jiǎn)單。DHT11實(shí)物圖如圖3.1所示。傳感器連接電路如圖3.2所示。圖3.1 DHT11實(shí)物圖圖3.6 DHT11典型電路及連接電路 DHT11引腳說(shuō)明如表3.1和測(cè)量參數(shù)如表3.2所示。表3.1 DHT11引腳功能Pin名稱注釋1VDD供電35.5V2DATA

25、串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳4GND接地，電源負(fù)極表3.2 DHT11測(cè)量參數(shù)型號(hào)測(cè)量圍測(cè)濕精度測(cè)溫精度分辨力封裝DHT1120-90%RH 0-50±5%RH±214針單排直插3.2單片機(jī)的設(shè)計(jì)接收端主要有MSP430作控制器，AT89C51單片機(jī)，STC89C52八位單片機(jī)。通過(guò)比照STC89C52是自由度大的軟件編程，各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制可通過(guò)單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且較小的體積，容易實(shí)現(xiàn)的硬件，可以方便地安裝。能對(duì)多片DHT11進(jìn)展單獨(dú)的控制，通過(guò)遠(yuǎn)程控制從而構(gòu)建濕度測(cè)量系統(tǒng)。另外STC89C52單片機(jī)也廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制上，編程技術(shù)通過(guò)配合外圍功能電路形成比較成

26、熟的技術(shù)。單片機(jī)的選取方面，在濕度測(cè)量和實(shí)時(shí)監(jiān)控這些方面，應(yīng)該著重考慮它的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時(shí)在性能和資源進(jìn)展比照，STC89C52能夠也到達(dá)一個(gè)最正確的狀態(tài)，防止MSP430不必要的資源浪費(fèi)。而AT89C51需要專用下載線，所以選用STC89C52八位單片機(jī)。STC89C52是一種低功耗、高性能8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8

27、k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，置4KB EEPROM，MA*810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，1個(gè)7向量4級(jí)中斷構(gòu)造兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷構(gòu)造，全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52八位單片機(jī)的引腳圖如圖3.3所示。STC89C52的單片機(jī)電路如圖3.4

28、所示。圖3.3 STC89C52RC引腳圖圖3.4 STC89C52單片機(jī)電路 發(fā)射端主控芯片的主要作用是：對(duì)土壤濕度進(jìn)展采集，通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送至控制終端，并在測(cè)量點(diǎn)處顯示該點(diǎn)濕度。完成的任務(wù)量相對(duì)較少，在選擇40引腳的單片機(jī)時(shí)，會(huì)造成引腳的大量浪費(fèi)，因此從功能以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度，選用了最小的單片機(jī)STC12C2052具有20引腳可以測(cè)量系統(tǒng)所需。STC12C2052引腳圖如圖3.5所示。STC12C2052最小系統(tǒng)如圖3.6所示。圖3.5 STC12C2052引腳圖圖3.6 STC12C2052單片機(jī)電路單片機(jī)系統(tǒng)都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)中晶振的作用非常大，全稱叫做晶體振蕩器，它結(jié)合單片機(jī)部電

29、路產(chǎn)生所需時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，則單片機(jī)的運(yùn)行速度就會(huì)越快，單片機(jī)的一切指令執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振所提供的時(shí)鐘頻率。外部晶振電路如圖3.7所示。圖3.7 外部晶振電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，STC89C52單片機(jī)的復(fù)位通過(guò)外部復(fù)位電路來(lái)產(chǎn)生，當(dāng)向復(fù)位引腳RET加上大于兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)單片機(jī)執(zhí)行復(fù)位操作。上電復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路給電容C充電加至RST引腳一個(gè)短的高電平信號(hào)，次信號(hào)隨著VCC對(duì)電容C的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容C的充電時(shí)間。因此為保證系統(tǒng)能可靠地復(fù)位，EST引腳上的高電平必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平和脈沖兩

30、種形式。電路圖如圖3.8所示。圖3.8 復(fù)位電路3.3 無(wú)線模塊的設(shè)計(jì) 無(wú)線模塊主要有 nRF24L01，CC1100 。本次方案的設(shè)計(jì)無(wú)線通信選用的全球通用的頻段：2.42.5GHz頻率，而且需要的實(shí)用性很好，價(jià)格合理，易于開(kāi)發(fā)的無(wú)線模塊，顯然nRF24L01更符合我的要求。nRF24L01 無(wú)線收發(fā)芯片組成智能家庭平安系統(tǒng)的自適應(yīng)無(wú)線傳感和控制網(wǎng)絡(luò)，nRF24L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件。工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM 頻段。置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)展配置。nRF

31、24L01 功耗低，在以- 6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA；接收時(shí)，工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便，無(wú)線模塊與單片機(jī)的P1口連接。nRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊的實(shí)物圖如圖3.9所示。nRF24L01集成模塊與單片機(jī)相連引腳電氣編號(hào)如圖3.10所示。圖3.9 nRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊圖 3.10nRF24L01集成模塊與單片機(jī)相連引腳電氣編號(hào)3.4 顯示模塊的設(shè)計(jì) 主要有數(shù)碼管，Nokia5110LCD。數(shù)碼管是現(xiàn)在電子設(shè)計(jì)中使用相當(dāng)普遍的一種顯示設(shè)備，每個(gè)數(shù)碼管由7個(gè)發(fā)光二極管按照一定的排列構(gòu)造組成，根據(jù)七個(gè)發(fā)光二極管的

32、正負(fù)極連接不同，又分為共陰極數(shù)碼管和共陽(yáng)極數(shù)碼管兩種，選擇的數(shù)碼管不同，程序設(shè)計(jì)上也有一定的差異。數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)容比較直觀，通常顯示從0到9中的任意一個(gè)數(shù)字，一個(gè)數(shù)碼管可以顯示一位，多個(gè)數(shù)碼管就可以顯示多位，在顯示位數(shù)比較少的電路中，程序編寫(xiě)，外圍電路設(shè)計(jì)都十分簡(jiǎn)單，但是當(dāng)要顯示的位數(shù)相對(duì)多的時(shí)候，數(shù)碼管操作起來(lái)十分繁瑣，顯示的速度受到限制。并且當(dāng)硬件電路設(shè)計(jì)好之后，系統(tǒng)顯示能力根本也被確定，系統(tǒng)顯示能力的擴(kuò)展受到了限制。本次設(shè)計(jì)中測(cè)量終端需要顯示的只有該點(diǎn)的濕度值，即只用顯示數(shù)字，數(shù)碼管就可以滿足要求。Nokia5110LCD是一款經(jīng)典機(jī)型，可能由于經(jīng)典的緣故，舊機(jī)器很多，所以很多電子工程

33、師就把舊機(jī)器的屏幕拆下來(lái)，自己驅(qū)動(dòng)Nokia5110LCD，用于開(kāi)發(fā)的設(shè)備顯示，取代LCD1602。使用Nokia5110LCD的四由：1性價(jià)比高，LCD1602可以顯示32個(gè)字符，而Nokia5110LCD可以顯示15個(gè)漢字，30個(gè)字符。Nokia 5110裸屏僅8.8元，LCD1602一般15元左右，LCD12864一般5070元。2接口簡(jiǎn)單，僅四根I/O線即可驅(qū)動(dòng)，LCD1602需11根I/O線，LCD12864需12根。3速度快，是LCD12864的20倍，是LCD1602的40倍。4Nokia5110LCD工作電壓3.3V，正常顯示時(shí)工作電流200uA以下，具有掉電模式，適合電池供電

34、的便 攜式移動(dòng)設(shè)備。本次設(shè)計(jì)中控制終端需要顯示多點(diǎn)的濕度信息和測(cè)試點(diǎn)標(biāo)號(hào)，用用字和字母的組合可以滿足顯示要求，所以我選用Nokia5110LCD作為控制終端的顯示模塊。液晶顯示電路如圖3.11所示。圖3.11 NOKIA液晶顯示電路3.5 電源電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要用到USB來(lái)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng)才可以正常的工作。提供單片機(jī)所需的5V電壓。電源電路如圖3.12所示。 圖3.12 電源電路系統(tǒng)中單片機(jī)的供電電壓是4.5v-5.0v，用7805完全可以到達(dá)單片機(jī)的工作電壓，系統(tǒng)可以正常工作。無(wú)線模塊中nRF24L01的工作電壓是在3.3v左右，我們還要在電路中加一個(gè)3.3v的穩(wěn)壓電路，把VCC的電壓轉(zhuǎn)換

35、到3.3v，所以在電路的設(shè)計(jì)中我們用到了ASM1117-3.3的穩(wěn)壓芯片。穩(wěn)壓電路如圖3.13和ASM117芯片如圖3.14所示。圖3.13 3.3V穩(wěn)壓電路ASM117芯片 圖3.14 ASM117芯片ASM1117-3.3的特點(diǎn)：三端可調(diào)或固定電壓3.3V輸出電流為1A線路調(diào)整率：0.2%最大；負(fù)載調(diào)整率：0.4%最大；電氣特性：輸出電壓：3.2673.333V0 IOUT1A , 4.75VVIN12V；線路調(diào)整最大：10mV4.75VVIN12V；負(fù)載調(diào)節(jié)最大：15mVVIN=5V，0IOUT1A；電壓差最大：1.3V電流限制：9001500mA；靜態(tài)電流最大：10mA紋波抑制最小：6

36、0dB。3.6 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)74HC595是具有8位移位存放器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。移位存放器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SHCP的上升沿輸入，在STCP的上升沿進(jìn)入到存儲(chǔ)存放器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位存放器總是比存儲(chǔ)存放器早一個(gè)脈沖。移位存放器有一個(gè)串行移位輸入DS，和一個(gè)串行輸出Q7，和一個(gè)異步的低電平復(fù)位MR，存儲(chǔ)存放器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時(shí)為低電平，存儲(chǔ)存放器的數(shù)據(jù)輸出到總線。74595的控制端說(shuō)明：(10腳)：低點(diǎn)平時(shí)將移位存放器的數(shù)據(jù)清零。通常我將它接Vcc。SCK(11腳)：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)存放器的數(shù)據(jù)移位QA->QB->

37、QC->->QH；下降沿移位存放器數(shù)據(jù)不變。脈沖寬度：5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。RCK(12腳)：上升沿時(shí)移位存放器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存放器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)存放器數(shù)據(jù)不變。通常我將RCK置為低點(diǎn)平，當(dāng)移位完畢后，在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，更新顯示數(shù)據(jù)。(13腳)：高電平時(shí)制止輸出高阻態(tài)。如果單片機(jī)的引腳不緊，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。電路原理圖如圖3.15所示。圖3.15 數(shù)碼管顯示電路原理圖分析原理圖，需要仔細(xì)考慮元器件的布局與走線，合理的布局會(huì)減少走線的難度。本設(shè)計(jì)為了方便走線，數(shù)碼管和74HC595采用自由連接方式，而沒(méi)有

38、采用順序連接方式，這大大降低了走線難度。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1初始化模塊系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化局部包括以下方面的容：?jiǎn)纹瑱C(jī)初始化以及各種引腳定義、NOKIA5110液晶初始化及工作方式、系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。4.2 無(wú)線模塊存放器配置無(wú)線收發(fā)模塊的主芯片是nRF24L01，在系統(tǒng)進(jìn)展無(wú)線數(shù)據(jù)通信時(shí)，首先要將芯片的存放器配置成接收模式或者發(fā)送模式，然后才能將要發(fā)送的數(shù)據(jù)或者要承受的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線模塊的天線，發(fā)送出去或者承受到。要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在初始化完，其他器件后，要對(duì)nRF24L01進(jìn)展初始化，使之進(jìn)入發(fā)送T*模式。T* 模式初始化過(guò)程：1寫(xiě)

39、T* 節(jié)點(diǎn)的地址 T*_ADDR 。配置發(fā)送存放器的地址，發(fā)送地址一定要和接收節(jié)點(diǎn)的地址一樣。 2寫(xiě)R*節(jié)點(diǎn)的地址主要是為了使能Auto AckR*_ADDR_P0。自動(dòng)應(yīng)答通道的地址一定要和發(fā)送地址一樣，自動(dòng)應(yīng)答通道一般都為通道0.3使能 AUTO ACK EN_AA 。允許自動(dòng)應(yīng)答設(shè)置，自動(dòng)應(yīng)答默認(rèn)是通道04使能 PIPE 0 EN_R*ADDR .5配置自動(dòng)重發(fā)次數(shù) SETUP_RETR?？梢宰约涸O(shè)置自動(dòng)重發(fā)的次數(shù)，當(dāng)發(fā)送失敗后自動(dòng)進(jìn)入重發(fā)模式，直到到達(dá)自動(dòng)重發(fā)最大值，停頓并產(chǎn)生中斷信號(hào)。6選擇通信頻率 RF_CH。確定通信頻率，發(fā)送頻率分為1M或者2M。7配置發(fā)射參數(shù)低噪放大器增益、發(fā)

40、射功率、無(wú)線速率RF_SETUP ，配置發(fā)送頻道，發(fā)送端和接收端的頻道必須一樣。8選擇通道0 有效數(shù)據(jù)寬度 R*_Pw_P0 ，設(shè)置通道0允許承受的字節(jié)長(zhǎng)度，最大為32個(gè)字節(jié)。9配置 24L01 的根本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG。當(dāng)被設(shè)置為接收端時(shí)，也要對(duì)nRF24L01進(jìn)展初始化，使之進(jìn)入接收R*模式。 R* 模式初始化過(guò)程： 1寫(xiě) R* 節(jié)點(diǎn)的地址 R*_ADDR_P0，接收端的地址一定要和發(fā)送端的地址一樣，否則兩者之間不能進(jìn)展無(wú)線通信。2使能 AUTO ACK EN_AA 3使能 PIPE 0 EN_R*ADDR 4選擇通信頻率 RF_CH 5選擇通道0 有效數(shù)據(jù)寬度 R*_Pw

41、_P0 6配置發(fā)射參數(shù)低噪放大器增益、發(fā)射功率、無(wú)線速率RF_SETUP 7配置 24L01 的根本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG4.3 DHT11測(cè)量流程DHT11濕度傳感器是本設(shè)計(jì)中也是比較重要的局部，發(fā)射端需要DHT11檢測(cè)濕度。DHT11的DATA管腳用于和單片機(jī)之間的通訊和同步，采用單總數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間4ms左右。DHT11上電后DHT11上電后要等待1s以越過(guò)不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間不能發(fā)送任何指令，開(kāi)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)。與此同時(shí)DHT11的DATA數(shù)據(jù)線由上拉電阻拉高一直保持高電平，此時(shí)DHT11的 DATA 引腳處于輸入狀態(tài)，時(shí)刻檢測(cè)外部信號(hào)。單片機(jī)的I/O設(shè)

42、置為輸出狀態(tài)同時(shí)輸出低電平開(kāi)場(chǎng)信號(hào)，且低電平保持時(shí)間不能小于18ms。然后單片機(jī)的I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，由于上拉電阻，單片機(jī)的I/O即DHT11的DATA數(shù)據(jù)線也隨之變高，等待DHT11作出答復(fù)信號(hào)。DHT11的DATA引腳檢測(cè)到單片機(jī)發(fā)送的低電平開(kāi)場(chǎng)信號(hào)時(shí)，等待開(kāi)場(chǎng)信號(hào)完畢。延遲后DHT11的DATA引腳處于輸出狀態(tài)，輸出80us的低電平作為應(yīng)答信號(hào)，緊接著輸出80us的高電平通知外設(shè)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)延時(shí)等待2040us后，檢測(cè)到I/O有低電平DHT1回應(yīng)信號(hào)后，等待80us的高電平后的數(shù)據(jù)接收通知。由DHT11的DATA引腳輸出40bit數(shù)據(jù)，單片機(jī)根據(jù)I/O電平的變化接收40bit數(shù)

43、據(jù)。位數(shù)據(jù)“0的格式為： 50us的低電平和2628us的高電平，位數(shù)據(jù)“1的格式為：50us的低電平加70us的高電平。DHT11的DATA引腳輸出40bit數(shù)據(jù)后，繼續(xù)輸出低電平50us后由上拉電阻拉高轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)。但DHT11部重測(cè)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，等待外部信號(hào)的到來(lái)。工作流程如圖4.1所示。主機(jī)發(fā)出信號(hào) 完畢DHT11是否響應(yīng).等開(kāi)場(chǎng)信號(hào)完畢DHT11發(fā)送低電平應(yīng)答信號(hào)DHT11發(fā)送濕度和CRC數(shù)據(jù) 單片機(jī)接收數(shù)據(jù)CRC校準(zhǔn)是否正確 完畢圖4.1 DHT11工作流程圖4.4 系統(tǒng)整體程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體程序設(shè)計(jì)分為兩個(gè)主要的局部：接收端和發(fā)射端。系統(tǒng)的接收模塊上電復(fù)位后，首先初

44、始化系統(tǒng)，然后發(fā)射模塊的DHT11進(jìn)展測(cè)濕，測(cè)出該點(diǎn)農(nóng)田的濕度的溫度，并在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。然后初始化無(wú)線模塊，進(jìn)入發(fā)送模式，發(fā)送命令，接著進(jìn)入接收模式，準(zhǔn)備承受數(shù)據(jù)信息，承受到有效數(shù)據(jù)后，通過(guò)Nokia5110顯示出濕度來(lái)。并將接收數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，得出農(nóng)田的濕度與設(shè)定的下限比照，判斷是否進(jìn)展灌溉，假設(shè)低于下限值則翻開(kāi)閥門(mén)防水，開(kāi)場(chǎng)灌溉。假設(shè)到達(dá)上限值則關(guān)閉閥門(mén)，停頓灌溉。系統(tǒng)接收端的軟件流程如圖4.2所示：圖4.2 系統(tǒng)接收端的軟件流程圖發(fā)射端上電后，初始化無(wú)線模塊使之進(jìn)入接收模式，等待接收密碼命令，承受到有效數(shù)據(jù)后，讀取接收到的密碼命令，判斷是否該發(fā)射端的密碼命令，假設(shè)是則開(kāi)啟DHT11進(jìn)展

45、濕度測(cè)量，然后配置無(wú)線模塊使之進(jìn)入發(fā)送模式，將檢測(cè)到的濕度信息發(fā)送到承受端。系統(tǒng)的發(fā)射端的軟件流程如圖4.3所示。圖4.3 系統(tǒng)發(fā)射端的軟件流程圖第五章 系統(tǒng)的安裝和調(diào)試5.1 系統(tǒng)硬件的安裝 在系統(tǒng)進(jìn)展安裝、焊接元器件之前，首先要對(duì)加工好的PCB板進(jìn)展檢測(cè)，目測(cè)電路板是否有明顯的短路，使用萬(wàn)用表檢測(cè)可能出現(xiàn)短路和斷路的地方。在檢測(cè)電路板正常后，要對(duì)進(jìn)展安裝的元器件進(jìn)展檢測(cè)，判斷元件是否能夠使用。在確定元器件一切正常后，就要對(duì)元器件進(jìn)展焊接，一般遵循先低后高，一個(gè)方向的原則。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)板實(shí)際情況，就要先焊貼元件接著電阻、管座、晶振、瓷片電容，后焊LED、電解電容，穩(wěn)壓芯片等。5.2 系統(tǒng)單元調(diào)

46、試電路系統(tǒng)在安裝完成后，要對(duì)硬件電路進(jìn)展調(diào)試，調(diào)試原則是先對(duì)電路的各個(gè)模塊進(jìn)展調(diào)試，各個(gè)模塊電路經(jīng)過(guò)調(diào)試后能夠正常工作后，在進(jìn)展整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。上電前先檢查各個(gè)芯片是否安裝正確，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)場(chǎng)上電。上電后先查看電源指示燈，然后查看電路的電流是否出現(xiàn)異常情況，比方電流太小或者太大的情況，電流太小可能是有*個(gè)地方出現(xiàn)斷路或者*個(gè)點(diǎn)虛焊；電流太大可能是有地方出短路或者是芯片接反，芯片接反后會(huì)有發(fā)熱的現(xiàn)象，溫度過(guò)高是會(huì)燒壞芯片。這些一定要認(rèn)真檢查，否則可能會(huì)損壞芯片，致使電路無(wú)常工作。在電壓、電流一切正常，芯片也無(wú)發(fā)熱跡象后，說(shuō)明電路無(wú)短路，可以進(jìn)展單元電路調(diào)試。單元電路調(diào)試的時(shí)，為比較方便的查找可能

47、出現(xiàn)的問(wèn)題，我選擇使用Keil仿真器進(jìn)展輔助調(diào)試，這樣可以及時(shí)的查找問(wèn)題的所在，觀察存變化等。后期在進(jìn)展無(wú)線通行測(cè)試的時(shí)候，要進(jìn)展接收端和發(fā)射端的數(shù)據(jù)通信，我們采用的89C52單片機(jī)支持在線編程，可直接進(jìn)展測(cè)試。系統(tǒng)發(fā)射端，主要的測(cè)濕器件是濕度傳感器DHT11，它采用的是單總線數(shù)據(jù)傳輸模式，單總線的時(shí)序中延時(shí)是個(gè)比較重要的局部，尤其是在檢測(cè)存在的是延時(shí)一點(diǎn)要準(zhǔn)確，還有讀和寫(xiě)的時(shí)序也很重要，否則你在轉(zhuǎn)換濕度和讀取濕度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)采集不到濕度的現(xiàn)象。無(wú)線測(cè)試的時(shí)候需要兩個(gè)局部同時(shí)工作，用仿真器比較麻煩，雖然在程序改進(jìn)上有很大的優(yōu)越性，但是在無(wú)線測(cè)試時(shí)，不方便同時(shí)使用兩個(gè)仿真器，在無(wú)線通信模塊測(cè)試的時(shí)

48、候，STC89C52系列的芯片在線編程下載比較方便的,可直接測(cè)試無(wú)線局部的傳輸誤碼率。5.3 系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程在對(duì)單元電路調(diào)試完成后，系統(tǒng)各局部的電路都可以正常工作，然后要進(jìn)展的是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程是要把各個(gè)模塊有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)具有可行性好，穩(wěn)定性好的工作系統(tǒng)。接收端與發(fā)射端的通信測(cè)試，采用的不同地址通信測(cè)試。發(fā)射端的接收地址不同，接收端發(fā)送密碼命令字，由發(fā)射端接收，并檢測(cè)是否為該終端的密碼，假設(shè)是則進(jìn)展測(cè)濕，并將測(cè)到的濕度信息發(fā)送到接收端并顯示出濕度值。結(jié) 論本系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射端傳遞的濕度信息，通過(guò)接收端對(duì)農(nóng)田濕度進(jìn)展調(diào)節(jié)，以到達(dá)節(jié)水灌溉的自動(dòng)控制為目的。整個(gè)系統(tǒng)的方案分析設(shè)

49、計(jì)，我通過(guò)查閱相關(guān)的資料和教師的細(xì)心指導(dǎo)，最終確定了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)硬件電路的相關(guān)參數(shù)分析和調(diào)整和對(duì)相關(guān)芯片的選型以及對(duì)其接口電路的學(xué)習(xí)，加上必要的擴(kuò)展電路，最終完成硬件電路的設(shè)計(jì)。并利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件，利用已學(xué)過(guò)的PCB幅員設(shè)計(jì)進(jìn)展系統(tǒng)硬件的電路設(shè)計(jì)，并腐蝕制作出硬件電路實(shí)驗(yàn)板。鑒于設(shè)計(jì)測(cè)濕單元的關(guān)系，我選擇了單片機(jī)芯片STC89C52系列。并采用的是單片機(jī)C語(yǔ)言編程，對(duì)于計(jì)算公式的軟件程序編程簡(jiǎn)單，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)在傳感器可測(cè)濕度圍，通過(guò)改變外界濕度能有效控制繼電器的開(kāi)關(guān)。在一定程度上實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。因此本設(shè)計(jì)不但能夠滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)的需求，鍛煉考核學(xué)生的軟硬件設(shè)計(jì)能力，而且具有一定的實(shí)用

50、價(jià)值。系統(tǒng)方案制定后，將自己編寫(xiě)的程序結(jié)合硬件電路進(jìn)展調(diào)試。在調(diào)試的過(guò)程中，不斷地進(jìn)展分析、調(diào)整與補(bǔ)充，從各個(gè)單元實(shí)驗(yàn)到總體調(diào)試，綜合到一起，遇到問(wèn)題，找出原因，進(jìn)而調(diào)整程序的構(gòu)造，找到了可行的解決方案，并完成了本次設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我系統(tǒng)學(xué)習(xí)了課題的設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程。不僅將課本上學(xué)到的知識(shí)用于實(shí)踐中，而且還學(xué)會(huì)了通過(guò)圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)查閱學(xué)習(xí)相關(guān)容，對(duì)該課題相關(guān)容有了深刻的理解。明白了程序調(diào)試的方法，以及如何去設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，從一個(gè)設(shè)計(jì)方案的提出到產(chǎn)品的形成。更重要的是，學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這對(duì)我以后的工作會(huì)后很大的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了自己在動(dòng)手能力和知識(shí)體系中存在缺乏，我會(huì)努力彌

51、補(bǔ)自己缺乏。這次課題設(shè)計(jì)不僅讓我學(xué)到了很多理論知識(shí)，也鍛煉了我動(dòng)手實(shí)踐能力。致 感院系為我們提供了良好的環(huán)境，方便我們對(duì)軟硬件的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，從對(duì)這方面一片空白到能單獨(dú)設(shè)計(jì)出一個(gè)工程，讓我們能實(shí)現(xiàn)自己所需的功能。感院系在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件，工學(xué)院對(duì)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視。正是院系和教師的理解和支持，讓我們充滿信心和動(dòng)力，能夠抑制成長(zhǎng)路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)業(yè)。 感許許多多的朋友，感你們的支持和幫助。最后希望我的母校明天更加燦爛輝煌。參考文獻(xiàn)1文龍.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.:電子科技大學(xué)，2006. 2吳乾，田慶吉.C語(yǔ)言在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)教學(xué)中的地位及開(kāi)展趨勢(shì)J.中國(guó)科技縱橫，202

52、1.3蔡菲娜.單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用M.:大學(xué)，2003. 4王劍，朱濤，冬.protel 99se電路仿真在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用J.2021.5呂泉.現(xiàn)代傳感器原理及應(yīng)用M.:清華大學(xué)，2006. 6王國(guó)防.基于nRF24E1的數(shù)據(jù)采集及無(wú)線傳輸系統(tǒng)的研究D.科技大學(xué)，2021.7冬林，鑫，戴梅.基于DHT11的低本錢(qián)蠶室溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021.8*春河.淺談AT89S51J.制造業(yè)自動(dòng)化，2021.9吳漢清.常用的典型單片機(jī)資料J.無(wú)線電，2007.10葉健斌.基于單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的GPS應(yīng)用J.電子質(zhì)量，2021.11寶元，玉虹，旭，段存麗.基于單片機(jī)的溫濕度

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54、距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)M，航空航天大學(xué)，2006.21兵.智能化節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究D.:大學(xué),2003.附 錄附錄A接收端原理圖圖A1發(fā)射端原理圖圖A2附錄B主控板程序/*主函數(shù)*/*include "nokia5110.h"*include "key.h"*include "wireless.h"uchar count10ms = 0; /10ms定時(shí)uchar flag3s = 0; /3s時(shí)間到標(biāo)志uchar keynum = 0; /按鍵次數(shù)uchar keyflag = 0; /按鍵按下標(biāo)志uchar keyadd = 0; /按鍵加標(biāo)志uchar keysub = 0;