自動澆花系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文

題目自動澆花系統(tǒng)的設計系別電子信息科學與技術班級xxx姓名ｘｘx學號１２4６３32ｘx答辯時間2016年5月ｘxxx大學計算機與信息工程學院XXX大學本科生畢業(yè)論文目錄TOC\o＂1-4＂\h＼z\uHYPEＲLIＮK１自動澆花器的研究現(xiàn)狀?PＡGERＥF_Toc4４９5241６9\h2HＹPERLINＫ２系統(tǒng)設計的研究方法和手段?PAＧEREF_Toc４４95241７０\h２HＹPERLINK\ｌ"＿Tｏc４４９５24171"3系統(tǒng)硬件簡介 PAＧERＥF_Ｔｏc4４9５2４171\ｈ２HYＰERLＩNK＼l"_Toｃ4４9524172"3.1單片機的最小化系統(tǒng) １7２\h2HYＰERLIＮＫ\l＂_Toｃ449５2４173"3.１.1AT89C51單片機的基本組成 PAGＥREF_Toｃ4４95２４173\h３HYPEＲLINK3.1.２ＡT８９C51單片機的存儲器 PAGEREF＿Toc４49524174＼ｈ3ＨYＰEＲLINＫ＼ｌ"_Ｔoｃ4495２4175"3．1.３振蕩電路和時鐘 PAＧEREF_Tｏc４４9524１7５\h4HYPERLＩNK\ｌ"_Tｏｃ４４９52４176＂3.2ＬCD1６0２簡介?PＡＧEREF＿Ｔoc44９52417６\h５HＹPERLIＮＫ\l＂_Toc44952４17７＂3.2.１LCＤ１602的基本參數(shù)及引腳功能 PＡＧEＲＥF_Ｔｏc4４95２4177\ｈ5HYＰERLINK3.3ＡＤC0832的簡介?４4９5２４178\h7ＨYPERLIＮK\ｌ"_Toc44952４179"３．3．1ＡDC靜態(tài)特性 PAGEREＦ＿Ｔoc449524179＼h8HＹPEＲLINK＼ｌ"＿Ｔoc4４9524180"3．3.2AＤＣ動態(tài)特性 PAGEREＦ_Toｃ449５24１80＼h８HYPＥRＬＩNＫ\ｌ"＿Tｏc4４9５2418１"3．3.3ADC性能測試?PＡGEREF＿Toc４4952４１81\ｈ9ＨYPEＲLＩNK３.３．４常用ADC芯片概述?PAGＥＲEF_Tｏｃ44９5２4182\ｈ９HYＰERLＩNＫ\l＂_Toｃ4４９524１８3"3.3.5ADC０８32模數(shù)轉換原理及主要技術指標 PAGEREＦ_Ｔoc449524１8３\h10HＹPERLINK＼l"_Tｏｃ449５24184"3.3.６主要特性 PAGERＥF＿Toc４49５24１84\h１0ＨＹPERLINK\ｌ"_Ｔoc４49５24185＂3．3．7內部結構?PＡGEREF_Toc4495241８５\ｈ10ＨYＰＥRＬＩＮK３.3.１0ADC0832與單片機的接口電路?PＡＧEREF_Toc4495２４１８8\h１１HYPEＲLINK3.4土壤濕度檢測模塊?PＡGEＲEF_Toc4４９52４１８９\h１2HＹＰERLIＮK\ｌ＂＿Toc44９5２４19０＂3.4．1比較器ＬM３９３?PＡＧＥREF_Toｃ４495２4190\h1３HＹPEＲＬINK\l"_Toｃ4４9５24191＂３.４.１.1LM39３主要特點:?ＰＡGEＲEＦ＿Tｏc44９524191＼h13ＨYＰERLINK3.4.1．2LＭ393引腳圖及內部框圖 PAGEREＦ_Toc449５24192\h13HYＰＥRＬIＮK3.5報警及電機驅動?PＡGEREF_Ｔoc4４9524193＼ｈ15HYＰERLINK\l＂＿Toc4４９52４194"4軟件設計?PAGEREF_Tｏc４４9524194\h15ＨYＰＥＲLINK\l"_Toc449524195"4.１主程序流程圖?PＡGEREＦ＿Ｔoc４495２４19５\h15HＹＰＥRLINK\l＂_Toc449524196＂4.2顯示模塊?PＡGEREF_Tｏc449524１96\ｈ18HYPERLＩNＫ\l"_Toc449524197"4．3AD轉換模塊 PAGERＥF_Ｔoc4４9５２41９7\h19ＨYPＥRＬＩNK＼l"_Ｔoｃ４49５２41９8"4．4濕度檢測模塊?PAGEＲＥF_Toc4４952419８\h2０HYPERLIＮK5.結論 PAGEREＦ_Ｔoc449５24199＼h2１HYＰEＲLＩNK謝辭 PAGＥRＥＦ_Toc44952４200＼h24HYＰERLＩNＫ＼ｌ＂_Toc449５24201"附錄1原理圖 ＰAＧEＲＥF_Toc44９524201\h2５HYPEＲLIＮK\ｌ"＿Toc44９52４2０２＂附錄2參考程序 PAＧＥＲEF_Toｃ4４95２4２0２\h2６自動澆花系統(tǒng)的設計xxx指導老師:xｘx摘要：本設計是基于ＡT89Ｃ５1單片機和AＤC０832的自動澆花系統(tǒng)。本設計的電路內部包含濕度采集和AD轉換等主要功能。自動澆水系統(tǒng)設計的澆水部分是通過單片機程序設計澆水的上下限值與感應電路送入單片機的土壤濕度值相比較,當?shù)陀谙孪拗禃r，單片機輸出一個信號控制澆水,高于上限值時再由單片機輸出一個信號控制停止?jié)菜?。這樣可以幫助人們及時地給心愛的盆花澆水。關鍵詞：AＴ８9Ｃ51；濕度的采集與顯示；LＥDDesignofｐoｔtedflowｅｒssauｔｏmaticwatｅriｎgsyｓtｅmxxｘxxxxｘxTuｔｏr:ｘxxxｘxAbstract:ThisｄｅｓigniｓthｅautoｍaticwateringsystｅmAT8９C5１ｂasedonMCUａｎdAＤC０832.ThｅdｅsｉgnoftｈecircuｉtｃontａｉnsthｅｍaｉnfunctioｎsｏfhumidiｔｙａcquiｓｉtｉｏｎａndADcoｎversion．WaterｉｎｇpartｏfautomaticwaterｉngsystemdesignisthｒougｈtｈeupｐeraｎdｌoｗeｒlimｉtsｏfmicrｏcｏｎtrolleｒpｒogrammingwaterｉngｖalｕｅanｄiｎduｃtｉoｎcircｕiｔiｎtoＭCＵｓoiｌmoiｓｔurｅcomｐaｒedｔｏｔhｅvaｌues，whenｔhelowｅｒlimiｔvａlue,theouｔｐutofthｅsｉngｌeｃhipaｓiｇｎａltocontrolthewatering,ａbｏvｅtｈｅｕppｅrlｉｍｉtagainｂｙtheMCUｏutputasｉｇnａｌcontｒolstopwatｅring.Thiｓwａt(yī)ercａｎｈelppeｏｐleiｎatimelymanｎerｔｏｔhebelｏvｅdflｏwer.Ｋeyｗoｒｄｓ:AＴ89C51；Hｕｍidｉtyacquisitiｏnanddｉsplaｙ;LＥD?1自動澆花器的研究現(xiàn)狀現(xiàn)如今人們的生活質量不斷提高。人們都喜歡在家里養(yǎng)養(yǎng)盆花,這樣可以陶冶人們的情操,豐富人們的生活。同時盆花可以通過光合作用吸收二氧化碳，凈化室內空氣，在有花木的地方空氣中陰離子聚集較多，所以空氣也特別清新，而且許多花木還可以吸收空氣中的有害氣體，因此，養(yǎng)盆花如今被許多人喜愛。給盆花澆水是否能做到適時及適量,是養(yǎng)花成敗與否的關鍵。但是,在生活中人們總是會有沒時間照顧的時候，比如工作學習太忙,旅游或者出差等?；ú萆L的問題大多數(shù)以上是由花兒澆灌不及時引起的;好不容易種植很長時間的花草,因為澆水不及時或者長勢不好,用來美化室內環(huán)境的花草幾乎成了“擺設”。因此，我想設計一種可以給盆花土壤濕度進行檢測,并且自動澆水的盆花自動澆水系統(tǒng)。2系統(tǒng)設計的研究方法和手段本次畢業(yè)設計是設計一種單片機控制的自動澆水系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)室內盆花澆水的自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對土壤的濕度進行實時監(jiān)控，并對盆花進行適時適量的澆水。其核心是單片機、濕度采集、顯示電路以及澆水驅動電路構成的檢測以及控制部分。主要研究土壤濕度與澆水量之間的關系、澆灌控制技術及設備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個部分。該設計的檢測部分單片機選用AT８9Ｃ51單片機,軟件部分選用Ｃ51語言編程。土壤濕度采集于顯示電路可將檢測到的土壤濕度模擬量放大轉換成數(shù)字量并且通過單片機內程序控制精確的將濕度分顯示在ＬCD顯示屏上，通過單片機內的程序判斷是否要給盆花澆水，如果需要澆水,則單片機系統(tǒng)就會發(fā)出澆水信號,帶動水泵開始澆水，若不需要澆水，則進行下一次循環(huán)檢測。3系統(tǒng)硬件簡介3.1單片機的最小化系統(tǒng)AT89C51是一種帶４K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOＳ８位微處理器,俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除１0０次。該器件采用ＡTMＥＬ高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集合輸出管腳相兼容。由于將多功能８位ＣPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ALMEL的ＡT８9C5１是一種高效微控制器,AT８９C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價格低廉的方案。3.1．1AT89C51單片機的基本組成ＡＴ89Ｃ51由一個8位的微處理器，１28KＢ片內數(shù)據(jù)存儲器RAM，21個特殊功能寄存器SFR，3KB片內程序存儲器FlashROM,６４KＢ可尋址片內外一編址的ROM,6４KB可尋址片外的ＲAM,4個8位并行I／Ｏ接口(P０-P3）,一個全雙工通用異步串行接口UAＲT,兩個16位的定時器、計數(shù)器,具有位操作功能的布爾處理機及位尋址功能的五個中斷源、兩個優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)以及片內振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路。其基本組成框圖如圖3－１－1所示。圖3-1-1ＡT８9C５1單片機的基本組成3.１.2AＴ89C51單片機的存儲器在單片機中,存儲器分為程序存儲器ROＭ和數(shù)據(jù)存儲器RAM,并且兩個存儲器是獨立編址的。AT89C51單片機芯片內配置有8ＫB(0000H-1FFFH)的Flash程序存儲器和256字（00H-ＦFH）的數(shù)據(jù)存儲器RAＭ，根據(jù)需要可外擴到最大64KB的程序存儲器和64KB的數(shù)據(jù)存儲器，因此AＴ89Ｃ51的存儲器結構可分為4個部分：片內程序存儲器、片外程序存儲器、片內數(shù)據(jù)存儲器和片外程序存儲器。下圖給出了AT8９C51單片機的存儲器分布空間。左側框中為單片機自身提供的8KBFlaｓh程序存儲器和2５6字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器RAM。右側為可擴展的64KB的程序存儲器ＲOＭ和６４ＫB的數(shù)據(jù)存儲器RAM。圖3-1-2存儲器空間分布（1)程序存儲器AＴ89C５1的程序存儲器由ROM構成,切斷電源后程序是不會丟失的，它的作用是存儲好編寫好的程序中所用的常數(shù)，最大容量有6４KB。(2)數(shù)據(jù)存儲器它的作用是用來存放數(shù)據(jù)，運算中間結果，和帶調試的程序等等。單片機自帶的數(shù)據(jù)存儲器RAＭ結構如圖2-4所示，此字節(jié)單元（0０Ｈ-FFＨ）的低12８字節(jié)（０0H-7ＦH)單元為用戶使用區(qū)，高12８字節(jié)（80H－FFH）單元為特殊功能寄存器SFＲ區(qū)。片內數(shù)據(jù)存儲器的00Ｈ-7FH單元又劃分為3塊:００H-１ＦH塊是工作寄存器所用；2０－2ＦＨ塊是位尋址功能的單元區(qū);30Ｈ-3FH是普通RAM區(qū)。工作寄存器又分為4組，在當前的運行程序中只有一組是被激活的，誰被激活有程序狀態(tài)寄存器PＥＷ的RS1，RS0兩位決定。3.1.3振蕩電路和時鐘在ＡT８9C5１芯片內部,有一個振蕩電路和時鐘發(fā)生器，引腳XTAＬ１和XＴAＬ2之間接入晶體振蕩器和電容后構成內部時鐘方式。也可以使用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的信號直接加載到振蕩器的輸入端，作為CＰU的時鐘源，稱為外部時鐘方式。采用外部時鐘方式時,外部振蕩器的輸出信號接至XＴAL1，XTAL２懸空。兩種方式的電路連接圖1.6所示。大多數(shù)的單片機采用內部時鐘方式,本次設計亦然。在AT89C51單片機內部,引腳XTAL２和引腳XTAＬ1連接著一個高增益反相放大器，XTAL1引腳是反相放大器的輸入端，XTAL2引腳是反相放大器的輸出端。芯片內部的時鐘發(fā)生器是一個二分頻觸發(fā)器，振蕩器的輸出fｏｓc為其輸入,輸出為兩相時鐘信號(狀態(tài)時鐘信號)，頻率為振蕩器輸出信號頻率fｏsc的二分之一。3.2LCD16０2簡介３.2.1LCD160２的基本參數(shù)及引腳功能ＬＣＤ1602液晶顯示器具有功耗低、體積小，超薄輕巧等優(yōu)點,同時可以顯示字母、數(shù)字符號以及中文字符，顯示的內容十分豐富。它還分為帶背光和不帶背光兩種,基控制器大部分為ＨＤ4４78０,帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如圖3-2-1所示。圖3-2-１ＬCＤ１602主要技術參數(shù):

容量:16×2個字符芯片工作電壓：4．5—５.5V工作電流:2.0ｍA（5.0V）模塊最佳工作電壓:５.０Ｖ字符尺寸:2.95×４.３５(Ｗ×H)mｍ引腳功能說明:引腳接口說明表３-2-1編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)２VＤD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)４RＳ數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5Ｒ／Ｗ讀／寫選擇13Ｄ6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)７Ｄ0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8Ｄ1數(shù)據(jù)16ＢLK背光源負極第1腳：VSＳ為地電源。第2腳:VDＤ接5V正電源。第3腳:VL為液晶顯示器對比度調整端,接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高,對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”,使用時可以通過一個1０K的電位器調整對比度。第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳:Ｒ/Ｗ為讀寫信號線，高電平時進行讀操作,低電平時進行寫操作。當RS和Ｒ／W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RＳ為低電平R／W為高電平時可以讀忙信號,當ＲS為高電平R/Ｗ為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端當E端由高電平跳變成低電平時,液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳:D０~Ｄ7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。LCD1602的一般初始化(復位)過程：延時15ｍS寫指令38H(不檢測忙信號）延時5mＳ寫指令38H(不檢測忙信號)延時5ｍS寫指令３8Ｈ（不檢測忙信號）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號寫指令３8H:顯示模式設置寫指令０8H：顯示關閉寫指令0１H：顯示清屏寫指令06Ｈ：顯示光標移動設置寫指令0CＨ:顯示開及光標設置3.2.2顯示模塊采用1602液晶顯示接口電路圖3-２-2１6０2液晶顯示接口３.3ＡＤＣ0８32的簡介ADC08３2其實就是美國國家半導體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式Ａ/D模數(shù)轉換器。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。是目前國內應用最廣泛的８位通用A／D芯片。圖3-3ADC08３2引腳圖3.3.1ADC靜態(tài)特性ADＣ的靜態(tài)特性是指其與時間特性無關的特性,主要包括以下幾類：1)分辨率ADC的分辨率定位為二進制末位變化1所需的最小輸入電壓與參考電壓的比值,即ADC能夠分辨的最小的模擬量的變化。2）量化誤差量化電平定義為滿量程電壓（或滿度信號值）UＦSR與２的N次冪的比值,其中N位被數(shù)字化的數(shù)字信號的二進制位數(shù)。量化電平一般用Ｑ表示。３）全輸入范圍和動態(tài)范圍全輸入范圍是指允許輸入模擬信號的最大值與最小值之差；動態(tài)范圍是指全輸入范圍與ADＣ最小可分辨的量值之比。4)偏置誤差和增益誤差ADC的偏置誤差定義為使最低位被置成“1”狀態(tài)時ADC的輸入電壓與理論上使最低位被置成“1”狀態(tài)時的輸入電壓之差。當偏置誤差高速為零之后，輸出為全1時對應的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。3.3.2A高速ADC的動態(tài)特性是指輸入為交變簡諧信號時的性能技術指標,它是與ADＣ的操作速度有關的特性。其主要技術指標如下：1)轉換時間、采集時間轉換時間是指從信號開始轉換到可獲得完整的信號輸出所用的時間,它是高速ADＣ的一項重要指標。采集時間是指采樣保持電路在采樣模式下能夠保證其在隨之到來的保持模式輸出在采樣保持轉換時，相對該時刻存在的輸入電平之間的誤差將會限制在一定的誤差范圍內所需的時間。2)頻率響應它是沖擊響應的傅立葉變換，其最佳表達方式是幅頻與相頻曲線，從系統(tǒng)辨識的角度看這是在頻域對ADC動態(tài)線性特性的非參數(shù)模型描述。3)動態(tài)積分非線性誤差和動態(tài)微分非線性誤差動態(tài)積分非線性誤差（ＩNL)定義為在動態(tài)情況下(一般輸入信號為正弦信號),ＡDＣ實際轉換特性曲線之間的最大偏差。每個數(shù)碼的偏差都是由那個數(shù)碼的中心值來度量的。動態(tài)微分非線性誤差（DＮL）定義為在動態(tài)情況下（一般輸入信號為正弦信號）,ADC實際轉換特性的碼寬（1LSB)與理想代碼寬度之間的最大偏差，單位為ＬSB。為了保證AＤC不失碼,通常規(guī)定在２5oＣ時最大DNＬ為１／2ＬSＢ。4)信噪比、信噪失真比和有效位數(shù)信噪比(SNＲ）是信號電平的有效值與各種噪聲（包括量化噪聲、熱噪聲、白噪聲等）有效值之比的分貝數(shù)。其中信號是指基波分量的有效值,噪聲指奈奎斯特頻率以下的全部非基波分量的有效值（除諧波分量和直流分量外）。5)小信號帶寬和全功率帶寬AＤC的模擬帶寬是指輸入掃描頻率基波在ADＣ輸出端用FFT分析得到的基波頻譜下降到3ｄＢ處的帶寬（不考慮諧波失真和噪聲影響)。根據(jù)輸入信號幅值不同,模擬帶寬又可以分為小信號帶寬（SＳＢW,一般指1/１0滿量程）和全功率帶寬(FＰBW,指滿量程）。3．3．３ADC性能測試ADC測試方法主要有兩種：模擬方法和數(shù)字方法。前者是將Ａ/D采集的數(shù)字信號經(jīng)Ｄ／A轉換位模擬信號再用傳統(tǒng)的測試方法對其進行測試，優(yōu)點是易于理解，缺點是許多Ａ/Ｄ采集卡本身不帶D/A，即或有,Ｄ／A的性能也將影響A/D指標的測試。3．3．4常用ＡＤＣ芯片概述Ａ／D轉換器是用來通過一定的電路將模擬量轉變?yōu)閿?shù)字量。模擬量可以是電壓、電流等電信號，也可以是壓力、溫度、濕度、位移、聲音等非電信號。但在Ａ/D轉換之前,輸入到A/Ｄ轉換器的輸入信號一定要經(jīng)各種傳感器把各種物理量轉換成電壓信號。３.3.5ADC０83２模數(shù)轉換原理及主要技術指標ADＣ0832是美國國家半導體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉換芯片。其內部有一個8通道多路開關,它能夠根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的任何一個進行Ａ/D轉換。這是目前國內應用最廣泛的8位通用A/D芯片。3．3．6主要特性1)8路輸入通道，8位A/Ｄ轉換器，即分辨率為8位。2)具有轉換起?？刂贫恕＃常┺D換時間為100μs(時鐘為6４０kＨz時)，1３０μs(時鐘為50０kHｚ時)4)單個＋5V電源供電5)模擬輸入電壓范圍0~+5V,不需零點和滿刻度校準。6）工作溫度范圍為-４0～＋85攝氏度７)低功耗,約15ｍＷ。３.３.7內部結構ADＣ０832是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉換器,它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型A/D轉換器、逐次逼近。3.3.8外部特性(引腳功能）ADC08３2芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。下面說明各引腳功能。IN０～IＮ7：8路模擬量輸入端。2-1~２-8:8位數(shù)字量輸出端。ＡDDA、ADＤB、ADDC:3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALＥ：地址鎖存允許信號,輸入，高電平有效。START:A/Ｄ轉換啟動脈沖輸入端,輸入一個正脈沖（至少１00nｓ寬）使其啟動(脈沖上升沿使０8０9復位,下降沿啟動A/D轉換）。EＯC:A/D轉換結束信號,輸出，當A／Ｄ轉換結束時,此端輸出一個高電平(轉換期間一直為低電平)。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A/D轉換結束時，此端輸入一個高電平,才能打開輸出三態(tài)門,輸出數(shù)字量。CLK:時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640ＫＨＺ。REF(+）、REF(-）:基準電壓。Vｃｃ:電源,單一+５V。GＮD:地。３.3.9ＡＤＣ0８32的工作過程首先輸入3位地址,并使ＡLE=１,將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通８路模擬輸入之一到比較器。SＴAＲT上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動A/D轉換,之后EOＣ輸出信號變低,指示轉換正在進行。直到A/D轉換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉換結束,結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器,這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時,輸出三態(tài)門打開,轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉換數(shù)據(jù)的傳送A/Ｄ轉換后得到的數(shù)據(jù)應及時傳送給單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關鍵問題是如何確認A/Ｄ轉換的完成,因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。(1）定時傳送方式對于一種A/D轉換其來說，轉換時間作為一項技術指標是已知的和固定的。例如ADC0832轉換時間為128μs,相當于６MHz的ＭCS－51單片機共６4個機器周期?？蓳?jù)此設計一個延時子程序，Ａ/D轉換啟動后即調用此子程序，延遲時間一到,轉換肯定已經(jīng)完成了,接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。（2）查詢方式A/D轉換芯片由表明轉換完成的狀態(tài)信號，例如ADC０８3２的EOＣ端。因此可以用查詢方式，測試ＥＯC的狀態(tài)，即可確認轉換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。（3）中斷方式把表明轉換完成的狀態(tài)信號(EOＣ）作為中斷請求信號,以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式,只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，ＯE信號即有效,把轉換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線,供單片機接受。３.3.10ＡDC08３２與單片機的接口電路AＤC0８３2模數(shù)轉換器與AＴ８9C5１單片機的接口電路如圖3－３-１0所示圖3-３-１0ADC0832與AＴ８9C5１單片機接口電路３.4土壤濕度檢測模塊濕度檢測原理圖如圖３．4.1所示圖3.４.１濕度檢測原理圖原理闡述：土壤濕度傳感器采用ＦC-2８，土壤濕度傳感器由不銹鋼探針和防水探頭構成，可長期埋設于土壤和堤壩內使用，對表層和深層土壤進行墑情的定點監(jiān)測和在線測量。與數(shù)據(jù)采集器配合使用，可作為水分定點監(jiān)測或移動測量的工具測量土壤容積含水量,主要用于土壤墑情檢測以及農(nóng)業(yè)灌溉和林業(yè)防護。J1是兩個插片,插在土壤里，AＣ口用來采集電壓壓值,當土壤濕度少時，探針間電阻接近無窮大，ＡC值就相當于是VCC值,當土壤濕度大時，此時探針鍵電阻會減少到幾千甚至幾百歐,此時AC的電壓會變化。LＭ39３是一個比較器,通過Ｒ1設置一個標準值,當濕度大（AＣ值小)，OUT輸出低電平，相反輸出高電平。OＵT信號可以直接用來粗略估算濕度大小。AC數(shù)值送到數(shù)模轉換模塊轉換成數(shù)字信號。L1用來看電路是否接通，L２濕度?。ˋC值大）滅，濕度大（ＡC值小)亮。土壤的濕度是由ＡDC0832進行模擬并送入單片機，通過單片機的I/O口把檢測到的土壤濕度值用LCＤ顯示出來。同時，如果系統(tǒng)在智能澆水設置情況下,則該值與設定的澆水上下限值相比較,若低于下限值,則單片機發(fā)出一個控制信號,水泵開始運行然后開始澆水。若高于上限值時，單片機再發(fā)出一個控制信號控制，就會停止?jié)菜?。?4.１比較器LM39LM3９3主要特點:（1)工作電源電壓范圍寬,單電源、雙電源均可工作,單電源:2～３６V,雙電源:±1～±18V；(2)消耗電流小，Icc=０.8mＡ;(3)輸入失調電壓小，ＶIＯ＝±２mV;(4)共模輸入電壓范圍寬，Vic=0～Ｖcc-1.5V；

（5）輸出與ＴＴＬ,DＴL,MＯS，ＣMOS

等兼容;

3.4.１.2LM3９３引腳圖及內部框圖圖3-4-１ＬM3９3引腳圖及內部框圖LM3９3引腳功能排列表引出端序號功能符號引出端序號功能符號１輸出端1OUT15正向輸入端21N+（2)2反向輸入端１1N-（１)6HYPＥRLINＫ"ｆiｌｅ:///E：/cｈuli/www.838dｚ．ｃｏｍ／indeｘ.html"反向輸入端21N－(２)3正向輸入端１1N+（1)7輸出端2OUＴ24地GND8電源VCCLM3９3主要參數(shù)表

參數(shù)名稱符號數(shù)值單位電源電壓ＶＣC±18或36VHＹPERＬIＮK"fｉｌe:///E:／chuｌi/ｗ/index.htmｌ＂差模輸入電壓VIＤ±3６V共模輸入電壓VI－０.3~VCCV功耗Pd570mW工作環(huán)境溫度Ｔopr０tｏ＋７0℃貯存溫度Tsｔｇ-6５to150℃LＭ３9３是高增益,寬頻帶器件,象大多數(shù)比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合，則很容易產(chǎn)生振蕩.這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當比較器改變狀態(tài)時,輸出電壓過渡的間隙.電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設計對減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的．減小輸入電阻至小于10Ｋ將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.0~10mV)能導致快速轉換,使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩．除非利用滯后,否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉換周期內振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快,則滯回將不需要.比較器的所有沒有用的引腳必須接地．LM3９3偏置網(wǎng)絡確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍2.0~30V無關.通常電源不需要加旁路電容。3．5報警及電機驅動圖3-５報警及電機驅動電路4軟件設計4.1主程序流程圖在本設計中,整個系統(tǒng)采用模塊化設計，這樣設計可以使程序看起來清晰明了，便于閱讀以及調試。土壤濕度檢測及自動澆灌模塊的程序結構是主程序以及按鍵掃描處理、土壤濕度數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示、電機驅動等子程序組成,如圖４-1-1所示。

主函數(shù)主函數(shù)初始化函數(shù)按鍵掃描程序模塊顯示程序模塊濕度數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理程序模塊電機驅動程序模塊圖４-１-1程序結構圖整個系統(tǒng)操作操作方法為當開啟系統(tǒng)后進入主函數(shù),初始化化函數(shù)變量及初始化傳感器模塊，進入按鍵掃描函數(shù)，通過按鍵選擇系統(tǒng)的工作模式，在自動控制模式下，調用土壤濕度數(shù)據(jù)采集函數(shù)，采集當前土壤濕度值,并通過數(shù)據(jù)處理程序對濕度值進行分析,當濕度值小于預設值時，進入水泵電機驅動函數(shù),開啟灌溉功能,直到達到濕度預設值，停止灌溉。其主程序流程圖如圖4-1-2所示。開始開始結束初始化采集土壤濕度值按鍵設置執(zhí)行澆花滿足澆花條件是否圖4－1－2主程序流程圖表４－1-２函數(shù)功能表函數(shù)功能wrｉte_ｃom1602命令函數(shù)cｌocｋ_h_ｌ報警函數(shù)write＿data1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)key_ｗｉｔh按鍵處理顯示函數(shù)4.2顯示模塊首先初始化160２顯示,接著顯示測試出的值,在通過按鍵調節(jié)顯示濕度的上下限的值。開始開始結束初始化顯示設置濕度上限顯示濕度上限設置濕度下限顯示濕度下限保存數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)圖4-２顯示模塊4.3AD轉換模塊開始轉換CS=0開始轉換CS=0i++關閉轉換CS=1CLK輸入時鐘脈選擇通CH0i=0傳遞數(shù)據(jù)valuei=8return數(shù)據(jù)value是否圖4－３-1AD轉換模塊附上ＡDC0832時序圖如圖４-3－2圖4-3－２ＡDＣ08３２４.4濕度檢測模塊通過傳感器測的的濕度數(shù)據(jù)存入單片機然后設定的上下限的值做比較，當測的的值低于下限時，開始澆水,如果測的的值高于下限時，就再與設定的上限值做比較,當濕度低于上限時就開始澆水，反之則停止?jié)菜?。開始停止開始停止?jié)菜疂菜疂穸鹊陀谙孪逎穸冗_到上限返回否是否是5.結論本次設計的盆花自動澆水系統(tǒng)以電子類的自動澆花器的工作原理為參考，運用濕度采集電路及單片機控制技術構成一個土壤濕度采集與控制系統(tǒng)。再用數(shù)字電路控制自動給水系統(tǒng)及時的澆水系統(tǒng)供水。本次畢業(yè)設計讓我進一步熟悉了一些元器件的功能和屬性。也使我真正接觸到了控制系統(tǒng)的設計，雖然是一個人們日常生活的小系統(tǒng)，但也讓我明白了很多設計上應該注意的問題,比如實用性、經(jīng)濟性以及安裝問題等。?５．1實物展示

參考文獻：［１］李泉溪.單片機原理與應用實例仿真[Ｍ］.北京：北京航天大學出版社,2００９．8.［2]李敏．孟臣.數(shù)字式溫濕度傳感器及其應用技術[Ｊ].電子元器件應用,2004，11.[3］孫榮超．孫德超，數(shù)字溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀的設計[J].現(xiàn)代電子技術，２005.7［4］黃鴻，吳石增.傳感器及其應用技術[M］北京理工大學出版社,2００8.7［5]劉燦軍．實用傳感器[M].北京:國防工業(yè)出版社，２004,6.[６］孫惠芹．單片機項目設計教程[M],北京：電子工業(yè)出版社，2009,6[7]宗光華,李大寨.多單片機系統(tǒng)應用技術[M].北京:國防工業(yè)出版社，2０03.10.[8]王芳琴.單片機控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學.[9]趙振德.單片機原理及實驗／實訓［M]．西安：西安電子科技大學出版社,2009.[10]艾永樂，付子儀.數(shù)字電子技術基礎[M]．北京:中國電力出版社,2008.

謝辭光陰似箭，為期四年的農(nóng)大學習生涯即將結束。同時，經(jīng)過兩個多月的努力，我的畢業(yè)論文也即將完成。本次論文的撰寫，對我而言是一次難得的鍛煉機會。本畢業(yè)論文是在我的導師的親切關懷和悉心指導下完成的。在課題的整個研究工作期間,我曾遇到不少的困難和挫折,是她給予我的幫助和鼓勵,讓我重新獲得了繼續(xù)前進的勇氣和信心。在此謹向老師致以衷心的感謝和深深的敬意!在論文即將完成之際，我的心情無法平靜,從開始進入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!感謝我的同學和我的室友,在大學四年里，他們給我許多的關心和幫助，伴我度過許多快樂時光。和他們在一起度過的日子永遠值得回味。感謝各級領導對我的教育培養(yǎng)。他們細心指導我的學習與研究,在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。感謝我的父母親和所有家人,正是你們的無私愛心和殷殷期盼使得我終于能夠走到今天,你們永遠健康快樂就是我最大的心愿。附錄1原理圖?附錄2參考程序/*****＊******＊讀數(shù)模轉換數(shù)據(jù)*＊＊＊*＊***＊**＊**／unsignｅdcharaｄ0８３2read(bitSGL，bｉtOＤD){?unｓignedchａri=０，value=0,vａlue1=0; ???SCＬ=0；??DO＝1; ?ＣＳ=０; ?//開始??SCL=1;??//第一個上升沿? ?SCL=0; ?DＯ=SＧＬ;? SＣL=1； //第二個上升沿 ?SＣL=0; DO=ODD;??SＣL＝1;?//第三個上升沿 ?SCL＝0; ／/第三個下降沿 DＯ＝１; ?ｆor(i=0；ｉ<８；ｉ+＋) {? ?SCL=0;???ＳCＬ＝1;//開始從第四個下降沿接收數(shù)據(jù) ? vａｌue<<＝1; ?if(ＤO) ???ｖalｕe＋+;? ? }??for（i=0;ｉ<８;i++) ?{ ??//接收校驗數(shù)據(jù)? ｖalue1>>＝1; ? if(ＤO) ?? vaｌｕｅ1＋=0x8０；? SCL=1; ?SCL=0； ?｝ ?SＣL＝１；?? if(vａluｅ=＝ｖalｕe1) ??//與校驗數(shù)據(jù)比較，正確就返回數(shù)據(jù)，否則返回0 ???ｒeｔurnvａluｅ;?returｎ0;}/＊*****＊*****＊定時器0初始化程序*＊*****＊***＊＊**/vｏidtiｍe_iniｔ()?{ EＡ=１； ?//開總中斷?ＴＭOD=0Ｘ０1;?／／定時器０、定時器1工作方式１ EＴ0＝1; //開定時器0中斷 ＴＲ０=1;? /／允許定時器0定時}/**************＊**＊**獨立按鍵程序＊****＊＊**********/ucｈarkey＿can； //按鍵值vｏiｄkey() /／獨立按鍵程序{ ｓtatiｃuchａrkｅｙ_nｅｗ; keｙ＿can=2０;//按鍵值還原?P3|=0xf０; ｉｆ((P３&0xf０)!=0xf0） ?//按鍵按下?｛ delaｙ_１ｍｓ(１);? //按鍵消抖動 ?if(（(P3&0xf0)!＝0xf０)&&(key_ｎew=＝1）)??｛ ?? //確認是按鍵按下? kｅy_new=０;? ?swiｔch(P3&0xf0)?? { ? case０xe０：ｋeｙ_can=4；break；?//得到k1鍵值 ? ?cａse0xd0:ｋｅy_can=３;breａk; /／得到k２鍵值 ? case0xb0:key_can=2;breａk; ／/得到k3鍵值 ? caｓe０x７0:kｅy_ｃａn=１;breaｋ; /／得到k4鍵值 ?} ?} ? } else? key_new=1; }／＊***＊*****＊*****按鍵處理顯示函數(shù)*＊**＊********＊＊/vｏidkeｙ＿with(){?if(ｋｅy_cａn==１)?／/設置鍵 {? menu＿1++; ｉｆ(ｍenu＿１>＝3） ?｛ ??menｕ_1=0;?? ｉｎiｔ_1602（);//初始化顯示??} } ｉｆ（meｎu＿１=＝1)???//設置濕度上限 { if（key_can=＝