花园自动浇灌系统的设计

1、毕 业 设 计题目：花园自动浇灌系统的设计姓 名： 王天宇 学 号： 201619043006 学 院： 应用科技学 专 业： 电子信息工程 指 导 教 师： 李 琳 协助指导教师：2018年 5 月 20 日北京联合大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书 本人慎重承诺和声明,在毕业设计（论文）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业设计（论文）内容除格外注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，不存在伪造、篡改试验数据。如有违规行为发生我愿承担一切责任，接受学校的处理，并承担相应的法律责任。学生（签名）： 年 月 日摘要随着时代的进步，人们的生活形态更加自

2、动化、智能化，如何将科技融入生活，如何节省人力提高效率成为现如今热门研究课题。植物是现代人类生活不可或缺的一部分，如何高效又节省人力的照料好这些植被，科技是最重要的一部分，科技参加到植物养殖的过程中，便有了花园自动灌溉的理念。本文的设计是实时监测土壤的温度和干湿度处于一个适合植物生长的环境。这款电路的最重要的部分是由 stc89c52单片机和传感器还有adc0832共同组成的。土壤的干湿度感应传感器会对土壤的干湿度数据进行收集并发送到 adc0832 的 in 端口。此电路利用了信息采集分析进行 ad 转换，mcu 解码器等功能的实现。花园灌溉系统能够分成两类其中一类是智能另一类是手动进行浇灌

3、：这两类当中需要使用单片机的类型为智能浇灌系统来确定水的范围，而后把感应电路的土壤水分值传递给单片机。当数值低于下限的时候，mcu 发送出信号来控制是否进行浇灌，假如上线设置的值比较高的状态那么就利用单片机来进行进行数据传送如果想要达成停止浇灌的目的，就需要利用同样的信号来进行传送;需要手动来操作的部分就需要使用单片机和外围电路进行供电。关键词：花园自动灌溉stc89c52土壤干湿度温湿度传感器abstractwith the progress of the times, peoples life forms are more automated and intelligent. how to

4、 integrate technology into life and how to save manpower and improve efficiency have become hot research topics.plants are an integral part of modern human life how to efficiently and labor-savingly care for these vegetation is the most important part of science and technology. in the process of bre

5、eding, there is the concept of automatic irrigation of gardens.the design of this paper is a circuit model that plans and produces moisture to put the soil in a neutral state. the most important structural setup for this circuit is the combination of the stc89c52 r and the adc0832. the dry-humidity

6、sensor of the soil collects dry-humid data from the soil and sends it to the in port of the adc0832. this circuit makes use of the information acquisition and analysis of the soil dryness and humidity to perform functions such as ad switching and mcu decoding. automatic irrigation can be either inte

7、lligent or manual:the dry-humidity sensor of the soil collects dry-humid data from the soil and sends it to the in port of the adc0832. this circuit makes use of the information acquisition and analysis of the soil dryness and humidity to perform functions such as ad switching and mcu decoding. the

8、smart part is the use of a r to determine the range of water, and then transfer the soil moisture of the sensing circuit to the . when the value is lower than the lower limit, the mcu sends a signal to control the water. when the upper limit is higher than the upper limit, the is output. the use of

9、signal transmission to control the system to stop watering; the and peripheral circuits offer the power.key words: automatic garden irrigationstc89c52dry soil moisture目录摘 要iabstractii引 言11 绪论21.1 花园自动灌溉系统研究的意义及背景21.2 系统整体结构设计31.2.1核心模块31.2.2 显示模块31.2.3 转换模块32 系统硬件电路设计52.1 单片机最小系统设计52.1.1 stc89c52的简介

10、52.1.2 时钟电路112.1.3 复位电路122.1.4 直流稳压电源的设计132.2 湿度采集模块142.2.1 概述142.2.2 产品特性142.2.3 外型与引脚排列142.2.4 连接接口说明152.3 基于 lcd1602 液晶屏的显示系统设计152.3.1 基本参数及引脚功能152.3.2 显示模块接口电路分析162.4 定时报警设计172.5 a/d转换芯片的选用183 系统软件的设计213.1 主程序流程图213.2 数据采集程序流程图224 系统测试234.1 软件调试244.2 硬件调试244.3 显示调试244.4 警报调试24结 论26致谢27参考文献28引言当今

11、人们的生活水平伴随社会的进展逐渐上升。在家养花盆栽可以陶冶情操， 使人们的生活更加杰出。以此同时，绿植在进行光合作用时会对室内空气有清新作用。让空气中带有植物和花朵的阴离子汇聚量更大，这样就让空气更加清新，有很多的净化空气并且吸取其中的灰尘和二氧化碳花朵数木和绿色植物可以起到很好的效果，对人类的呼吸道有很大的好处，所以现在家家户户都喜爱种植一些花朵和绿色植物来净化空气悲切收到人们的喜爱。花朵生长的好不好主要在于花朵和绿色植物浇水的时机和浇水的量起着至关重要的作用。然而，由于工作或出差等原因，人们时常没有时间和精力照料。超过80的花卉生长问题是由灌溉不够准时问题引起的;长期的精心照料花卉植被不是

12、一件轻而易举的事，由于浇水不准时不利于花朵的成长，所以大多数因为美观而养又不能精心照料花卉，十分浪费，花卉没过多久就会枯萎;但如果家里没有绿植， 会让人感觉没有活力;绿植花卉不够丰富，又会让家里装饰的效果差强人意。虽然市场上有自动浇水装置，并且需要花很多钱来购买成本过高，并且一大部分的自动灌溉浇水机也只能按照规定的时间给予植物一次浇水的功能，因此想要做到按时按点的给植物花朵进行灌溉非常的难。到了夜晚有更加廉价实惠的警报系统来报警，像灌溉闹钟一样准时提示浇水。不过这个报警系统有且只有这一个报警功能，需要给植物花卉浇水的话也只能需要人来手动进行工作。当家庭中没有人能为花朵和植物浇水的时候。如果报警

13、了没有进行准时浇水，那么它本身应该有的作用也没有得到正常的发挥。所以，我有了一个设计自动进行浇水的想法一个可以自动进行植物灌溉系统的想法，来用于智能化的给予土壤和植物进行滋养，来进行当初设定的自动浇水和自动蓄水功能的实现。让土壤的温湿度处于一个适合植物生长的环境下。1 绪论灌溉自动化对于城市建设、农业进展都是至关重要的，实现灌溉自动化是一个时代的进步，智能的灌溉系统的开发与研究也越来越热门。微型喷射系统是最近几年来自国内外使用的最先进的技术研发并组装完成的一款前所未有的花园自动浇水的配套设施。如果想要实现它的主要功能需要使管道的水流来通过，由一个格外定制的喷头当中来喷洒水流依靠一个规定的速度进

14、行水源来传递的系统，在空气当中把水流分裂成小水滴并落到花朵和植物当中周边的地面和终止的粮食蔬菜，来达成一个能够在需要的时间给予浇水的目标。消耗水源的水量比较低对土壤地面的冲击地面也比较小是这个系统所具有的特点，对于种植的层次比较浓密、细腻、轻柔的植被会比较适用。现如今人们的生活水平逐渐提高与越来越快的生活节奏，自有了自动灌溉系统，孕育了一种全新的舒适的园林工艺。轻微喷灌与家庭盆栽相结合，大大改善了灌溉的便捷性。1.1 花园自动灌溉系统研究的意义及背景早在许多年前，外国就已经开始流行起来。大多数家用电子水滴装置都是从国外进口的。它们的高价格相应的也带来了较高的质量。然而，这不适合国内使用。目前，

15、玻璃自动浇水装置在国内外越来越流行。大多数这些类型的脱水机，在中国山西和浙江省的制造。具有相对比较低的价格优势，花园自动浇水系统临时还没有比较有用的电子设备。由于现代社会的经济进展人们的生活水平和消费能力也越来越高，在家中花园东自动浇水系统是一个非常炙手可热的产品由于现代社 会的迅速进展和人们的生活节奏也变得越来越快，在工作中需要投入大量的时间照看植物花朵这件事就变得没时间打理导致植物生长困难，给予植物浇水的问题就显现出来。由此，这种需求很快就被国内市场发掘。目前，像有些小家电生产的厂商大多数集中在东莞，深圳和广西等自动到现在目前为止在市面上可以购买的自动灌溉系统装置主要包括了电子系统子宫灌溉

16、系统和玻璃陶瓷花园自动浇灌系统。(1)花园电子自动浇水装置通过时间的控制喷洒装置和花园电子自动浇水装置可以统称为自动浇水装置。花园自动浇水喷头（ 能够为4/7 毫米微喷管），水源距离引水装置接头（3,4,5,6，水源分离器）和包含的协助管道（3/5 毫米）水源雾化喷管（水源雾化喷管，转圈式喷管，喷管，雾化水源喷管等）。依靠电源的状况，花园电子自动的喷水灭火器可以分类成交流状态自动洒水装置和电池自动洒水装置两种装置，控制器可以日，日，隔日，自动售货机循环水，手动自动双用。(2)陶瓷自动化灌溉陶瓷自动灌溉浇水机自动浇注装置又称自动化深水机。它是通过本身的物质所表示的物理结构而组成的。依据自动灌溉系

17、统的物理灌溉渗水原理来进行自动化的灌溉使土壤潮湿。如果自动喷水的装置处于收集水的状态时，它就会使机器内的持续不断的加大压力，如果发生在处于比较干燥的状态的时候。水流就会自动的从上到下的进行流动到土壤当中，当土壤得到足够的水源进行潮湿的时候，那么它就能生成进行堵塞的压力，这会使水减速或停止。不同的器皿有不同的加工过程，效果也不一样。当然，设备内部水流的速度是由土壤的 疏松度决定的。电流当今社会电子行业进展迅猛单片机的制造技术和电流的传感器技术都得到了大大的提升， 单片机和传感器的使用领域已经从工业和军事的使用拓展到了生活中的各个领域， 这些东西就变得和我们的平常生活变得有了紧密的联络。除此之外，

18、全自动化的智能家居的生活方式也越来越简洁为人们接受并进行推崇。所以花园自动灌溉系统也是自动化的生活方式中的一部分我相信它会被大家接受并且具有很大的市场和良好的商业前景。1.2 系统整体结构设计本文是在单片机原理基础之上设计一套室内盆栽等植物的自动灌溉体系。主要目的就是研究了土壤内所包含的水分多少和水量的关系，灌溉控制技术与设备系统的软硬件编程。该系统可以监测土壤水分，并准时适当地灌溉作物。自动灌溉系统选用 c51 语言进行系统编程，主要架构由以下三个部分组成：1.2.1核心模块核心模块主要依靠 stc89c52 单片机通过采集土壤的水分含量等数据来实现对主程序的控制。决定花朵和植物的浇水时间可

19、以由单片机的中断程序来控制发起浇 水，如果没有浇水的必要，则单片机会自动开始下一轮的勘测。在自动灌溉系统当中含有定时浇水的功能，利用按键来控制浇水的时间，在浇水时段内则单片机可运行浇水流程，如若在非浇水时间段内，则停止浇水。1.2.2 显示模块显示系统选用 1602lcd 的液晶屏幕，将单片机采集到的土壤水分模拟量切换为数字量并利用单片机进行程序控制，使数据精确的显示在 led 液晶显示屏上。1.2.3 转换模块adc0832 被用来作为转换芯片，这款八位分辨率、双通道 a/d 的转换芯片是由美国的一家导体公司进行制造的。模拟而成的数据转化成具体的数字形式穿过特定的电子线路都是由 a/d 量转

20、换器来完成，也就是可以应用到花园自动灌溉系统当中硬件检测得到的土壤温度和土壤湿度由系统中的显示电路来测量并转化成数字量。系统整体设计结构如图1.1所示：图1.1 系统整体框图2 系统硬件电路设计2.1 单片机最小系统设计2.1.1 stc89c52的简介单片机 stc89c52 是一款使用电压较低的并且性能卓越的 cmos8 位的微型处理系统，并且拥有 4k 的字节还可以进行编程修改清楚为只读形式的存储器，像这种控制器一般都叫做微型控制器。单独的芯片可以清楚为只读形式的存储器并且可以擦出多达 100 次之多。stc 公司的工艺密度在同行业中处于领先地位从而达到了非易失去性质的存储器功能制造技术

21、和工业中的标准 mcs51 得到的指令集体输出到个个引脚一起处于这款元器件当中运行。因为一个拥有较多功能的八位 cpu 和拥有闪存功能同时在一个电子芯片上进行结合，stc 公司的 stc89c52 就成为了一个低能耗并且效率十分客观的微型控制器单片机。stc89c52 的优点不仅只有这些这款微型控制器为非常多的嵌入式控制系统提供了一种更加灵活而且更加经济实惠的解决方法。1.检测系统的主要架构检测系统的主要架构使用单片机 stc89c52，此单片机为一款八位的微型的单片机处理器 ram，它的存储器数据的内存量为 128kb。还包含了二十一个具有格外定制功能的 sfr 寄存器，内部存储器为 3kb

22、 快速存储为 ram，内部存储的存储器为 64kb 也能够寻址内部的和外部的可寻址 rom，存储器为 64kb 可寻址的芯片外部为 ram， 并拥有四个八位的同行的 i/0 口从属接口进行，所有都是双工不同步的串行形式的接口，并且拥有两个十六数位的定时机器为 a 的技术机器，并且具有数位的操作功能的布尔处理器还有五位的寻址功能的中间断电源，芯片的振荡器和一个时钟发生器的电路组成为一个双极的中间中断的控制系统，基本框图如图 2.1 所示：图2.1检测系统基本框图2.检测系统单片机主要特性stc89c52 单片机的特点主要可以分为下面几点：与 mcs-51 可以进行匹配使用、闪烁存储器为可编程的字

23、节为4k、1000 写、擦循环为它的使用寿命、可以保留的数据时间为十、0hz-24hz为全静状态下的工作模式以及能够锁定三级的程序存储。具体为：（1）内部的ram为128x8位（2）可编程 i/o 线为32（3）定时器和计数器分别有两个并且规格为16位（4）中断源为五个（5）串行的通道都为可编程的状态（6）闲置模式和掉电的模式功耗类型都为低功耗模式（7）时钟电路和单片机之内的振荡器3核心系统单片机的管脚说明如图2.2 所示。使用的个引脚如下图所示：图2.2stc89c52 引脚图vcc：供电电压gnd:接地p0 口 ：八位的泄漏极双向 i/o 端口就是po的端口，并且能够每秒钟接受8ttl 栅

24、极的电流。如果当第一次写入到 pinp0 的时候，那么它就被定义为比较高的阻抗进行输入。那么 p0 就可以来存储外部的结构和程序的数值。比较低的八位数据位置是他可以被定义的状态。处于编程状态的fash当中，输入的端口可以应用po的端口用来成为原始的代码来进行。当验证使用fash来进行验证的时候，原始的数据代码将会有po端口来进行输出。此时，上拉电阻就一定和外部的po端口进行连接。p1：端口一个比较具有内的向上拉动的电阻的八位双方向的i/o 端口就是p1的端口，p1 的端口缓冲器并且可以接受和输出 4ttl 的栅极电流。每当 p1 的引脚写入为 1 的时候，那么它就被拉的比较高并且可以作为输入，

25、p1 的端口是比较低的功率和能耗的向下拉，那么这就输出的电流，这就是因为内部的上啦从而引起的现象。 如果编程和检查的 flash，端口 p1 就被接收为低八位的特定地址。p2 端口：八位双方向的并且具有内部的向上拉的电阻就是p2的端口i/o 端口，4til的栅极电流可以输出也可以被p2端口的缓冲器接受。每当 p2 的引脚写入为 1 的时候，那么它就被拉的比较高并且可以作为输入，p2 的端口是比较低的功率和能耗的向下拉，那么这就输出的电流，这就是因为内部的上啦从而引起的现象。端口 p2 就输出他的比较格外的功能的寄存器内容。寄存器的内容比较格外的时候就交给p2的端口来进行输出 当收到的地址信号和

26、控制信号处于高八位并处于闪存和编程的验证期间的时候是处于p2的端口p3 口：p3 的端口引入脚是八个双向的 i/o 的端口，并且带有内拉的电阻，电流并且可以接收到四个 ttl 的门电流。 如果当 p3 的端口写入为“1”的时候那么它们就在内部将被拉伸至比较高的点评并使用为输入。那么外部的端口就丢失电阻器，aleprog：需要扫瞄外面的存储器的时候，地址锁存器可以传许电平来使用于锁存的地址的形态的字符。当在快速编辑程序的时间内，这个引脚适用于输入的编辑程序的脉冲。一般情况下可当需要输出正面的脉冲讯号的时候来使用永恒平稳频率的ale端子来进行输出，六分之一的频率为这项频率的振荡器，它还可以用作外部

27、的传输的脉冲或者使用于设定时间的目的。然而，需要格外注意的是，如果当每次需要使用的存储器作用于外部数据的时间点，需要alr的输出功能禁止使用，就能够将0 设置为sfr8eh的地址、在这个状态的时候仅仅需要ale在movx 还有 movc 的指令是 ale 指令的时候进行工作。这个时候，那么这个的引脚就被拉的比较高一些。假设微型处理器处于外部的执行状态。ale 的时候 ale 当中就被禁止使用那么此次的设定就编程无效。/psen：处于外部的程序的存储器中的门控制信号。当外部的程序存储器被提取的时候，每个处于有效状态的机器的周期就处于两倍的pesn，当外部的数据存储器需要被访问的时间点，就不会出现

28、信号psen有效果的就是这两个。/ea/vpp：注意存储器的外部程序（000 hh-ffffh）在这个时间段之内不需要考虑他们内部的程序的存储器当ea保持的状态的时候。需要注意的是，需要用加密的模式一，/ea 就会被内部进行锁定处于静止状态来进行重置；当/ea 引脚需要保持比较高的状态时候，就需要运用他内部的程序的数据存储器。这款引脚还可以运用在快速的编写程序这款编写程序的电源vpp就应该使用12v的在编写程序的期间之内。xtal1：内部的电路时钟工作和相反方向的震荡放大器输入xtal2：输出相反方向的振荡器。4核心检测系统存储器在 scm 当中，存储器就会分为程序的存储器 rom 还有存储数

29、据的存储器 ram 两个存储器可单独寻址。stc89c52mcu 这款芯片包含 8kb 单片机 stc89c52 是一款使用电压较低的并且性能卓越的 cmos8 位的微型处理系统,并且拥有 4k 的字节还可以进行编程修改清楚。为只读形式的存储器,像这种控制器一般都叫做微型控制器。单独的芯片可以清楚为只读形式的 存储器并且可以擦出多达 100 次之多。stc 公司的工艺密度在同行业中处于领先地位从而输出到个个引脚的指令来自于失去性质的存储器功能标准为mcs-51的制造即使和工业的标准一起处于这款元器件当中运行。因为一个拥有较多功能的八位 cpu 和拥有闪存功能同时在一个。电子芯片上进行结合,st

30、c 公司的 stc89c52 就成为了一个低能耗并且效率十分客观的微型控制器单片机。为 4 个部分：芯片上的程序储存、芯片之外的埃默里，数据所在的单片机。存储器为偏外存储器还有内存。要使用在系统当中的微型控制器，也可以说不进行拓展的是相对来说简洁的stc89c52的存储器也就有8 个闪存程序存储器和 256 个由微控制器本身提供的数据存储器 ram。stc89c52微控制器的存储空间结构如图2.3所示：图2.3 为 stc89c52 微控制器的存储空间结构一般情况下单片机的内部程序系统地寄存器都为 1k-64k 字符，通常情况下都是只读形式的存储器，原因是单片机使用的程序系统，大部分都是专属使

31、用的系统只要开发完成，它的内部软件系统也就确定了，从程序的固定化状态，到只读的存储器模式，如果使用只读模式的存储器，用来为程序存储，切断电源之后传输的数据不会遗失也就达到了提高系统的爱护数据的目的，除此之外只读形式的存储器的集成程度非常高，并且价格比较廉价，依靠单片机的内部程序的存储器的形式大有不同，并且可以分为以下几种 ： （1）程序存储器stc89c52 单片机生产完毕出库的时候单片机中已经具有， 存储器的程序。flash为8kb当需要使用的时候，高电平为5v来匹配/ea引脚，在这个条件的同时恢复位置以后 cpu 会从单片机 rom 内区 000h 工作单元进行运行指令代码，持续工作到 1

32、fffh 部分，假设外部的拓展需要应用程序的储存器 rom,那么 cpu 将会自行地洞到单片机之外的 rom 空间 2000h-fffh 运行命令代码。（2）数据存储器stc89c52 单片机制作完成出库时候单片机中已经具有256字节的数据。rom存储器，假设不足以使用，就需要在单片机之外进程空间拓展，极限能够发挥到 64kb ram。单片机本身携带的数据存储器 ram 结构如图2-4所示，这些字节部分（00h-ffh）它的较低128字符（00h-7fh）部分作为操作人使用区域，高128字节（80h-ffh）部分作为格外功能寄存器sfr区域。5中断系统中断系统控制的内部结构stc89c52 含

33、有的六个中断源分别是 tf0、tf1 和 tf2，/it0（p3.2）、/it1（p3.3）和 t1 或 ri。这些中断源分中断的优先程度，可以镶嵌进行中断。每一种中断源都附有各自的中断地址，根据对应的入口地址进行停止。在当中的标志为其中的六个中断源、需要的条件和名称如下所示：it0：由 p3.2 端口线引入的外部中断 0，由低或下降边缘引起； it1：由 p3.3 端口引起的外部中断 1，由低或下降边缘引起； t0： t0 全部为零时，计数器或定时器 0 发生终止;t1/ri：串行而发生的 i/o 中断，当字节完成发送或接收时串行引起的终止t2：t2 全部充满时，计数器或定时器 0 发生终止

34、;在本次设计中采纳了定时器/计数器 0 中断，它的中断控制寄存器包括定时器/计数器 0、1 控制寄存器 tcon 和中断同意控制寄存器 ie。51 单片机 tcon-定时器控制寄存器tcon 的作用是控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。其中，tf1，tr1，tf0 和tr0 位用于定时器/计数器；ie1，it1，ie0 和it0 位用于中断系统。ea：全局中断同意位。ea0，关闭全部中断；ea1，打开全局中断控制， 在此条件下，由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。×：无效位。es：串行 io 中断同意位。es1，打开串行 io 中断；es0，关闭串行io 中断。etl

35、：定时器计数器 1 中断同意位。etl1，打开 t1 中断；etlo，关闭t1 中断。exl：外部中断 l 中断同意位。exl1，打开 int1；exl0，关闭 int1。6cpu 中断处理过程响应中断标志着cpu进行中断处理的开始，需要中断服务的行程交给程序来进入到和它当对应的断开向量位置，（rit1）指令将会得到返回。下面的几种步骤就可以分为中断响应的步骤：断点得到爱护，下一个将要得到运行指令的地址将要被保存，堆栈上就会被放上这个地址。条目中断的时候进行查找，产生的中断都是根据六个中断源而来并且个个都不相同。单片机都会自行进行运作来完成上述的这些工作，不需要程序员并且全部自动完成。具有中断

36、处理功能的程序都会在这六个如后的职位当中进行保存。处理的程序执行就会被终止。中断被停止以后，在被停止过一段时间之后，程序就会被在此回到起初的位置 来接着陆续运行。7单片机内定时器与计数器计数寄存器当中都包含一个零和一的计数器，它事实上就是一个经过累积在加上一计数的寄存器。寄存器将会被计时器和计数器进行共同使用，在同一个工作模式下计数器和计时器才能够共同的进行工作。如果他们不处于同一个工作模式当中那么不管是计数器模式或者计时器模式都不能够进行工作。来源不相同的计数脉冲是这两种操作的模式当中最最本质上的区别，当在定时器模式下工作时，定时器是对内部的时钟进行计数，计数到一定数值时，就是可以乘以频率，

37、得到时间。计数器是对外部某一事件进行计数，既外部引脚每发生一次改变，讲数器就计数一次。2.1.2 时钟电路图2.4 stc89c52时钟电路图stc89c52 芯片可以形成外面的时钟模式和相对应里面的时钟模式，而电路连接的两种方式如图 2.5 所示。内部的时钟已经被大量的微型控制器所进行使用，几乎没有什么不用的设计大部分都是这样。图2.5 stc89c52 振荡器的连接方式分频的双触发器是内部芯片发生器时钟的，它的输入就是振荡器的输出抓鬼太，时钟信号就是被它所生产而来，频率为双倍的fosc是由振荡器来进行释放的。效率被得到提升的目的，利用中断的喜用来设置微型控制器stc89c52，和外设传输数

38、据来使用中断的模式来进行。中断系统的意思是，出现了一些不平常的或者很少发生的情况，正在进行中的程序就让单片机来进行停止运作，当经过了设定的一段时间之后又来用停止了中断，重新陆续原先的程序。2.1.3 复位电路需要电路回到开始的状态就需要复位电路来完成， 复位电路的操作原理和计算器有着共同的方式，只是启动原理和手段有所不同。 想要把电路回复到开始运行的状态就需要利用复位电路来进行。 就像我们使用计算器经过计算以后再次计算需要清零就像计算器的清零功能一样，让它回到空白的状态，以便在此进行运算。和计算器清零功能的特点是，但是应用起来有些区别。一种方式是刚刚通电以后马上来劲会恢复状态的运行；第二种方式

39、是在有需求的时候可以用手动复位功能来进行操作；第三种方式是依照运行的电路和运行的程序来自动的运行。 通常使用的复位电路结构都很简洁只需要电容和电阻进行组合就可以完成目的如果需要在复杂一些的复位电路在增加三极管等元器件和程序来运行。图2.6 复位电路图2.1.4 直流稳压电源的设计各项电子技术的成熟和进展，集成技术也慢慢走向成熟，集成化的电路也越来越多其中稳压电路就实现了。其中三端集成稳压器，三个端子在芯片当中引出，公共端输出端和输入端都被接上之后，外接的元器件基本都不需要，限流爱护系统也在内部当中、过压爱护电路过热爱护电路的特点就是便利，并且安全系数很高。稳压电路滤波电路，整流电路电源变压器这

40、些部分组成了直流稳压源，整流电路所使用的电压u2是由电源变压器将电网220v的交流电压u1转化而成的。脉动的直流电压u3是由整流电路工作把交流电路的u2进行转化而成。纹波较小的直流电压u4 是由脉动直流电压滤除纹波而形成的这些都是滤波电路的工作来完成。稳定的直流电压u5是由于稳压集成快接收到不稳定的直流电压进行转化而成的。这次设计当中所选择的电路方案为最基本的三端集成稳压器电路，如图3-3所示。整流滤波后得到的直流输入电压u4接在lm7805输入端和公共端之间，在lm7805的输出端即可得到稳定的+5v输出电压u5。图2.7直流稳压电源电路图2.2 湿度采集模块2.2.1 概述这次选用的温湿度

41、复合传感器dht11它拥有校准数字信号传输的功能是由广州的奥松电子有限公司生产的，它的优点有价格廉价并且性能优秀，体积小利于使用接口类型比较简洁响应的速度也比较快等等。集众多优点于一身的dht11,在家用电器和自动控制领域当中有着很高的使用价值。2.2.2 产品特性（1） 一体化结构的温湿度传感器对于测量湿度温度能够同时进行。（2） 传输出的数字信号，需要预先处理的负担也得到了大大的减少。（3） i/o口的资源也得到了大大的减少因为是单总线的接受传输模式。不需要额外电器元件 元器件的额外部分也得到了节省。（4） 更加便捷的进行传感器的数据后窜属因为采纳了格外的但总数据传输线的模式。（5） 八位

42、的二进制数是编码方式全部都得到了校准。（6） 输出的二进制数据为40bit。1byte是它的湿度证书部分占比，1byte为小数部分；1byte为温湿度的部分。十六位为湿度的最高。最终的校验和为1byte。（7） 稳定性十分优秀，并且功耗非常的低。（8） 安装引脚数为4，尺寸非常的小，对引脚的闲置很小各种规格的引脚都可以进行交换。920rh到90rh为温湿度测量的范围；从0到50为测量的温度范围。消费家电类产品，温湿度计等领域 温湿度测量计，交用电器类产品和恒湿度操控等都是它的使用范围。2.2.3 外型与引脚排列图2.8dht11外型及管脚2.2.4 连接接口说明可以轻松的完成电路连接dht11

43、数字温湿度的传感器，上下位的连接需要使用控制器的一个i/o来进行完成。典型应用电路如下图2.9所示。 当连接线不超过20米的时候建议使用5k的上拉电阻,当超过20米的时候就依据请款来进行上拉电阻值的改变，如图2.7所示。图2.9 dht11典型电路连接2.3 基于 lcd1602 液晶屏的显示系统设计2.3.1 基本参数及引脚功能lc1602 的液晶屏幕就是经过电压用来更改并充满在这两地平行版当中的液晶材料其中内部的分子进行正确的排列，从而达到挡光和吸光透光的目标从而进行屏幕显示颜色深浅的不同交替有调理的图象，只需要在两块平行板中间添加上过滤光层面，就能够达到显示彩色的图象。有可见光和不可见光

44、两种类型，lcd1602 和lm016l 原理是一样的，只不过 proteus 中没显示调亮度的那两个端口，但并没有任何影响，lm016l 结构图如图 2.10：图2.10 lm016l 结构图引脚功能说明如表 2.10 所示：编号符号引脚说明编号符号引脚说明1vss电源地9d2数据2vdd电源正极10d3数据3vl液晶显示偏压11d4数据4rs数据/命令选择12d5数据5r/w读/写选择13d6数据6e使能信号14d7数据7d0数据15bla背光源正极8d1数据16blk背光源负极2.3.2 显示模块接口电路分析液晶显示屏在日常生活中十分常见，此处选用 1602 液晶显示接口，它的显示质量更

45、高，数字式的接口操作起来更加的便利快捷、简洁可靠；并且体积较小质量较轻， 功耗量比其他显示屏少得多。基础原理是依靠液晶的特点，利用对电压的控制来把握显示情况。显示电路如图 2.10：图2.10 1602 液晶显示接口2.4 定时报警设计定时报警使用了 stc89c52 单片机作为功能的核心，使用软件程序的编程设定来实现需要功能的操作。目前处于的时间状态和需要浇水的时间设定部分的功能由钥匙开关来设定，数码管显示，当时间处于是指的需要浇水的时间内，由 mcu 来发送出控制的讯号并开始进行浇灌作业。 如果不处于浇水时间内的时间时则终止浇灌作业。若处于需要需要浇灌状态小红灯闪亮，蜂鸣器进行声音报警。具

46、体如图2.11所示图2.11 报警系统2.5 a/d转换芯片的选用转换芯片采纳的是 adc0832型芯片，这款八位分辨率的芯片的制造商是出自于一家美国的半导体公司来进行研发和制造的，这款转换芯片石头a/d的双通道。因为它的自身此存比较小，它的匹配性，市场价格比较低所以深深的受到了单片机发烧友的追捧并且还有企业的亲赖，现在在全世界已经有了非常高的普及性可以说是单片机行业的佼佼者。了解并学会操作 adc0832 可以让我们更加深入的理解 a/d 转换器的工作状态和原理，对于我们的学习单片机技术的水平有着非常大的提高和帮助。1.adc芯片（1）静态特性与时间特性没有关系的特性就是adc的静态特性，可

47、以分为下面四类：决议、量化误差、全输入范围和动态范围、偏差误差和增益误差。（2）adc芯片动态特性高速 adc 的动态特性是指交流谐波信号输入的性能指标，这与 adc 工作的速度有关。主要技术指标如下：转换时间、采集时间；频率响应；动态积分非线性误差和动态微分非线性误差；信噪比、信噪失真比和有效位数；小信号带宽和全功率带宽（3）性能测试测试adc的方法有两种，分别为数字方法和模拟方法。前者采纳的测试方法是比较传统的方法，a/d的测试由d/a的信号转换来完成采集到的数字信号进行测试。好处是它很简洁理解。缺点是许多 a / d 的采集卡可以包含 d / a 或者拥有 d / a 的功能，当a/d

48、测量比较格外的数据的时候，d/a的功能也会收到干扰。2.常用adc芯片的概述格外定制的电子线路都是通过a/d量转换器来进行的，数字形式的表达都是由数据模拟而成的，电讯好也可以被模拟成数字的值，甚至电流和电压也可以被模拟，并且也可以成为一个非电信号的形态，如压力，温度，湿度，位移，声音等。 但在 a / d 转换之前， a / d 需要转换的转换器传输出讯号就一定要需要各式各样的传感器进行转化成为电压的信号。3.adc0832模数转换原理及主要技术指标cmos八条通道单片机adc0832是被知名的半导体公司研发和生产的公司名称为m.national、a/d的转换器也就被八位的依次靠近。如果需要使

49、用八通道或者多条通道的时候单片机的内部拥有开关，只需要八个模拟传输讯号其中的一个来使用a/d的转变。八位的通用a/d的芯片是当今市场和需求最为扁扁的芯片。它的重要特点为下面几种：（1）它的传输通道为八个，转换器a/d为八位，ie，分辨率的值也为八位。（2）如果需要控制终止和启动的转化他都有这些功能。（3）100s是它的转换时间，500千赫为它的时钟。（4）电源为单向正5伏（5）零伏到正5伏是它的模拟传输的电压区间，并且可以全部量程进行矫正和不存在零点。（6）负四十摄氏度到八十五摄氏度是他的工作状态的温度范围。（7）大约十五mw为它的低功耗状态。4.内部结构当a/d被单片cmos一次一次迫近为a

50、dc0832。模拟的开关为八个、 a/d的转换器和循环迫近是由八位的开关树比较器译码器和地址锁存器所组成的。5.工作过程在一般的情况下 adc0832 和单片机的接头应该使用四条的数据线，依次是cs、clk、do、d1。但是因为 do 接口和 d1 接口处于通讯状态下并且没有在同一时间之内有效果并和单片机的接口处于双方向的状态因此在设计电路的时候可以把do 和 d1 一起共同共联的方法作用在一根数据线上来应用。如果 adc0832 停止使用芯片，但是 clk 和 do/d1 的电平就可以随意使用。如果需要运行 a/d 转换的时候，就一定优先把 cs 的应用接口处置于低电平还要持续全部转换完毕需

51、要一直保持一个电平处于比较低的状态才行，当处于这个状态之下转换就可以进行了，并且从处理器往芯片时钟发送 clk 发送脉冲的时钟，do/d1 的接口就用 d1 接口来发送通道功能的挑选的数据信号，需要从第一个时钟脉冲的下降以前 d1 接口一定要使用高电平来作为开始的信号。需要转换的数据发送 a/d 的转换以后就会得到数据可以第一时间传输到微型的控制器进行处理。发送数据的主要问题就是怎样决定 a/d 形式转换的完成，只能在确定结束以后才可以正常发送数据，也就能够完成应用下面的方法。3 系统软件的设计3.1 主程序流程图系统主程序首先对系统进行初始化，包括阈值、单片机、及液晶温湿度数据采集模块的初化

52、。系统的软件设计采纳结构化程序设计方法，自顶向下，逐步求精，主程序流程图如下。图3.1 主程序流程图3.2 数据采集程序流程图adc可以不间断的切换通道，所以本人在设计程序的过程当中将多个输入的信号源按顺序进行切换，从而使程序更加简洁清楚，一带到最终降低功率消耗的目的，具体可见图3.2 所示：图3.2 数据采集程序流程图4 系统测试实物图如图 4.1、图 4.2 所示：图4.1实物图图4.2电路板图4.1 软件调试软件的调试主要按照以下三步进行：第一步：创建源程序。依靠开发计算机系统的编辑软件，按照格式所要求的、语法所规定的、将开发系统当中输入源程序，并在磁盘当中进行保存。第二步：计算机中，编

53、译源程序，此源程序为 kile 软件对第一步进行输入的源程序，目标代码变换成可执行的状态，若发觉带有语法错误的源程序，那么就把错误显示出来，进行修改之前先返回到第一步，再次运行，持续到纠正全部的语法错误为止。第三步：调试在线状态。程序无联络的系统和硬件，调试可以借助在线的方法，若出现错误的规律问题，修改之前先返回到第一步，保持到全部的规律都被纠正结束。程序和系统硬件有紧密相关的来说，也就要同时进行调试软件和硬件。cpu 被烧入程序，系统插入 cpu。第一时间排出故障的硬件，修改发觉错误规律的程序，规律问题也就得到解决。4.2 硬件调试第一步：在系统未上电的时候，对线路进行检查并查看线路的连接正

54、确与否， 将元器件的型号进行核对、是否符合规定的安装要求和规格要求，电源系统的排查应该重点注意，幸免短路和级性错误发生在电源上，仔细排查短路或者和其他信号的短路是否存在于系统总监之中。第二步：经过调试的第一步，对系统调试只是进行的初调，一些明显的故障和问题可以被排除出去，然而故障的硬件依靠联合调试软件和硬件进行排除。软件和硬件的调试排查时一定要共同进行的，调试软件的时候可以发觉并且还能够纠正硬件的错误。4.3 显示调试人机界面最主要的部分就是液晶显示器，在我们读取数据的时候可以更加清楚明白，当调试显示模块的时候出现不能正常显示的情况时，就会出现显示不同的字符和汉字，有两行 lcd1602，最多

55、显示 15 个字符在每行当中，因为地址安排有误，在编程软件的时候，就会无法显示汉字的部分。检查过后问题被发觉，将会重新把地址进行安排，正确的部分就会被显示出来。4.4 警报调试声音报警电路被运用在了本次设计的电路当中。当超过限制的湿度的数值，声音都会由蜂鸣器进行输出，软件程序当中都已经被写入了。控制信号在被加上以 后，超过限制的湿度数值，蜂鸣器将不会输出声音。就不会有控制信号从蜂鸣器的控制端口输出。经过排查后发觉程序当中的蜂鸣器的控制端口出现了错误的设置， 经过修改以后就可以让蜂鸣器可以进行工作正常的状态。结论基于电子浇灌装置的工作原理，设计了盆花自动浇灌系统。采纳温湿度采集电路和单片机控制技术，构建了温湿度数据采集与控制系统。然后利用数字电路控制自动供水系统，提供准时的浇水系统。整个花园自动浇灌系统盘那个其中包当中也包含了需要测量的土壤的自身温度还需要测量土壤中的土壤干湿度并需要采集其中的信息显示出来最终的结果，电路用来手机土壤的温度数值并且达到显示的目的，单片机在检验土壤自身的温度和湿度的数值以后在进入单片机 stc89c52 当中，接下来在利用单片机 i/o 端口将数据传输到 led 屏幕进行数值的显示。在此同时，显示出来的干湿度数值在对