畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　The design and implementation of the potted flower automatic watering system</p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　所在學(xué)院

2、 物理與電信工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電子信息工程 </p><p>　　指導(dǎo)教師 __ _</p><p>　　完成地點(diǎn) 陜西理工學(xué)院 <

3、;/p><p>　　2014年 6月16日</p><p>　　盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　?。壅荼敬卧O(shè)計(jì)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)用STC89C52RC單片機(jī)為主控芯片，用DHT11溫濕度傳感器進(jìn)行土壤溫濕度的檢測(cè)，用時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行定時(shí)控制，并通過(guò)雨水檢測(cè)器進(jìn)行雨水檢測(cè)，再將溫濕度采集結(jié)果及當(dāng)前時(shí)間在LCD1602顯示屏上進(jìn)行顯示。如遇雨天自

4、動(dòng)停止?jié)菜駝t若濕度低于設(shè)定的下限值時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)控制信號(hào)，藍(lán)燈亮，繼電器工作，開(kāi)始澆水；若濕度高于上限值時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)控制信號(hào)，藍(lán)燈滅，繼電器關(guān)閉，停止?jié)菜?lt;/p><p>　　[關(guān)鍵詞]STC89C52RC ；溫濕度傳感器DHT11 ；時(shí)鐘芯片DS1302 ；液晶顯示器LCD ；繼電器</p><p>　　The design and implementation of t

5、he potted flower automatic watering system</p><p>　　Abstract: The design of the potted flower automatic watering system with STC89C52RC microcontroller as main control chip, using DHT11 temperature and humid

6、ity sensors for the detection of soil temperature and humidity, applying a time clock chip DS1302 for timing control, and through the rain detector test form rain, and temperature and humidity collection results and the

7、current time on the LCD1602 screen for display.In case of rain automatically stop watering, otherwise if the humidity is belo</p><p>　　Keyword: STC89C52RC;DHT11 temperature and humidity sensor;DS1302 clock c

8、hip;liquid crystal display LCD;relay</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)方案選擇3</p><p>　　1.1溫濕度檢測(cè)模塊3</p><p><

9、;b>　　1.2顯示模塊4</b></p><p>　　2 主要元器件介紹5</p><p>　　2.1 STC89C52單片機(jī)5</p><p>　　2.2DHT11溫濕度傳感器6</p><p>　　2.3液晶顯示器LCD8</p><p>　　2.4 DS1302時(shí)鐘芯片10<

10、/p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1晶振電路13</p><p>　　3.2復(fù)位電路13</p><p>　　3.3 DHT11溫濕度傳感器模塊13</p><p>　　3.4 LCD顯示模塊14</p><p>　　3.5定時(shí)器模塊14</p>

11、<p>　　3.6按鍵模塊15</p><p>　　3.7雨水檢測(cè)器模塊15</p><p>　　3.8繼電器電路15</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)17</b></p><p>　　4.1 土壤溫濕度的檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)17</p><p>　　4.2 定時(shí)器的

12、設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)17</p><p>　　5 安裝與調(diào)試19</p><p>　　5.1土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)19</p><p>　　5.2 定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)20</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</

13、b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　附錄A 外文翻譯26</p><p>　　附錄B 整理電路圖33</p><p>　　附錄C 實(shí)物圖34</p><p>　　附錄D元器件清單35</p><p><b>

14、　　附錄E 程序36</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　“有喜有憂(yōu)，有笑有淚，有花有果，有香有色”這是老舍先生對(duì)養(yǎng)花的樂(lè)趣和對(duì)生活熱愛(ài)的樸實(shí)表述。和老舍先生一樣，許多城鄉(xiāng)居民喜歡在家中種植一些花草，養(yǎng)盆花不僅可以陶冶情操、豐富生活。同時(shí)盆花可以通過(guò)光合作用吸收二氧化碳，凈化室內(nèi)空氣，在有花木的地方空氣中陰離子聚集較多，

15、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。生活中我常見(jiàn)的盆花如下圖a,b所示。</p><p>　　圖a 馬蹄蓮 圖b 君子蘭</p><p>　　盆花生長(zhǎng)所需的水分，大部分是從土壤中吸收來(lái)。盆花能否良好的生長(zhǎng)就在于土壤濕度的適合度。但是，在生活中人們總是會(huì)有無(wú)暇顧及的時(shí)候，比如工作太忙、出差、旅游等?；▋荷?/p>

16、長(zhǎng)問(wèn)題大部分都是由花兒澆灌問(wèn)題引起的。雖然市場(chǎng)上有賣(mài)盆花自動(dòng)澆水器，但價(jià)格十分昂貴，并且大多只能設(shè)定一個(gè)定時(shí)澆水的時(shí)間，很難做到給盆花自動(dòng)適時(shí)適量澆水。因此，我想設(shè)計(jì)一種集盆花土壤溫濕度檢測(cè)和自動(dòng)澆水于一體的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)。根據(jù)土壤濕度傳感器設(shè)計(jì)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)能根據(jù)不同的盆花對(duì)土壤濕度適合度的不同需要，隨時(shí)調(diào)整控制盆花土壤濕度，讓盆花能夠良好生長(zhǎng)。</p><p>　　微噴灌是利用直接安裝在毛管上，或與毛管

17、連接的微噴頭將壓力以噴灑狀濕潤(rùn)土壤。</p><p>　　微噴系統(tǒng)是近幾年利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)組裝的新型灌溉設(shè)施，主要是利用水流通過(guò)管道系統(tǒng)以一定速度從特制的噴頭噴出，在空氣中分散成細(xì)小的水滴著落在花草植物。作物及周?chē)牡孛嫔希瑥亩_(dá)到及時(shí)補(bǔ)充水分的目的。該系統(tǒng)具有用水量少、沖擊力小的灌溉特性，適用于栽培密度大、植被柔軟細(xì)嫩的植物。</p><p>　　自動(dòng)澆水器的誕生時(shí)隨著人們生活水平的提

18、高和生活節(jié)奏的加快而誕生的一種懶人園藝用品。它把微噴的概念應(yīng)有家庭盆花澆灌中，通過(guò)相應(yīng)地改進(jìn)，達(dá)到合理給盆花自動(dòng)澆水的目的。</p><p>　　早在很多年前，國(guó)外就已經(jīng)開(kāi)始普及，國(guó)內(nèi)實(shí)用的電子類(lèi)自動(dòng)澆水器多數(shù)從國(guó)外進(jìn)口的，價(jià)格昂貴，但質(zhì)量比較可靠。不過(guò)這不太適用于國(guó)內(nèi)，目前國(guó)內(nèi)外比較流行的是玻璃制作的自動(dòng)澆水器。這種類(lèi)型的澆水器多數(shù)在我國(guó)山西和浙江一帶生產(chǎn)的，價(jià)格比較低廉，實(shí)用性沒(méi)有電子類(lèi)自動(dòng)澆水器好。隨著國(guó)內(nèi)

19、居民消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的提高，種花容易養(yǎng)花難，澆水問(wèn)題就暴露出來(lái)，因此國(guó)內(nèi)上加已經(jīng)看到了這種需求潛力。目前這類(lèi)小居家用品的廠(chǎng)家主要集中在廣東、上海、浙江一帶?，F(xiàn)在市場(chǎng)上所出售的自動(dòng)澆水器主要有電子類(lèi)自動(dòng)澆水器和玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆水器。</p><p>　　1）電子類(lèi)自動(dòng)澆水器</p><p>　　電子類(lèi)自動(dòng)澆水器又叫時(shí)控噴淋裝置，系統(tǒng)構(gòu)成為：主機(jī)（或者）、主管（可以是花園管也可以是七分之四

20、毫米的微噴淋管）、分水接頭（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（五分之三毫米）噴淋管（霧化噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、折射霧化噴頭等）。電子類(lèi)自動(dòng)澆水器根據(jù)電源的不同分為交流電自動(dòng)澆水器和電池自動(dòng)澆水器兩種。</p><p>　　控制器的一般性能有：電磁閥控制；智能時(shí)控電路、微電腦芯片控制；適用電源為AC220V/50Hz；最適水壓0.3-0.6Mpa；待機(jī)功率（4VA，澆水時(shí)小于12VA）；可控制連續(xù)作業(yè)時(shí)間試1分鐘至

21、168個(gè)小時(shí)；可每天自動(dòng)完成十次以上澆水，可每天、隔天、隔多天自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行澆水，手動(dòng)自動(dòng)兩用；每天計(jì)時(shí)誤差小于正負(fù)3秒；電器適應(yīng)環(huán)境溫度為-10～50攝氏度；相對(duì)濕度小于90%RH。</p><p>　　使用自動(dòng)控制器帶來(lái)的便利有：自主設(shè)定每周、每日的灌溉次數(shù)和時(shí)間，即使你外出度假也無(wú)須擔(dān)心無(wú)人照料；實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)護(hù)，避免普通漫灌溉導(dǎo)致的植物死亡；節(jié)約寶貴的水資源，使用本品成本課節(jié)約水80%左右；無(wú)須專(zhuān)門(mén)維護(hù)，課長(zhǎng)期

22、使用，安裝、調(diào)試方便。</p><p>　　2)玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆水器</p><p>　　玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆花器又叫自動(dòng)滲水裝置。玻璃制彩色自動(dòng)澆水器如圖c所示：</p><p>　　圖c 玻璃制彩色自動(dòng)澆水器</p><p>　　而玻璃、陶瓷類(lèi)自動(dòng)澆水器則由本身材質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)器具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

23、身形成一定壓力，當(dāng)遇到干燥的土壤，水就會(huì)至上而下的流出，當(dāng)突然濕潤(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)然也因突然疏松情況決定器具內(nèi)水流速度。</p><p>　　玻璃類(lèi)、陶瓷類(lèi)自動(dòng)滲水器簡(jiǎn)單介紹：</p><p>　　工作原理：特殊的玻璃、陶瓷構(gòu)造幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滲水功能，既有效避免花兒因?yàn)闈菜^(guò)度導(dǎo)致?tīng)€根，又可有效防止花兒缺水；從而大量節(jié)約了

24、的澆花用水量。</p><p>　　使用方法：把玻璃、陶瓷底部讓水充分浸泡十幾分鐘，然后往澆花器內(nèi)灌滿(mǎn)水，底部插入土壤中；它跟據(jù)土壤濕度自動(dòng)分泌水來(lái)滿(mǎn)足花兒7天的用水量；若花盆比較大，只需多插幾只澆花器就可以。</p><p>　　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)用逐步由工業(yè)、軍事等領(lǐng)域向其它領(lǐng)域滲透，已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān)。而且智能家居概念也越來(lái)越受到人們的推崇，因此，微電

25、腦控制的電子類(lèi)自動(dòng)澆水系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一種基于AT89C52單片機(jī)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)。其主要由單片機(jī)、土壤溫濕度檢測(cè)與顯示部分、定時(shí)器設(shè)置與顯示部分以及繼電器控制澆水電路等部分構(gòu)成。單片機(jī)選用AT89C52單片機(jī)，軟件選用C語(yǔ)言編程。土壤溫濕度檢測(cè)與顯示部分采用溫濕度傳感器DHT11采集當(dāng)前的土壤溫濕度并通過(guò)LCD顯示。同時(shí)把檢測(cè)到的信息發(fā)給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)所設(shè)計(jì)的

26、程序判斷是否需要給盆花澆水，若需要澆水，則單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出澆水信號(hào)，開(kāi)始澆水，若不需要澆水，則進(jìn)行下一次循環(huán)檢測(cè)。定時(shí)器設(shè)置與顯示部分，通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)設(shè)置不同的澆水時(shí)間段，在時(shí)間段以?xún)?nèi)時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)澆水系統(tǒng)，開(kāi)始澆水，如不在時(shí)間段內(nèi)，則不澆水。</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)方案選擇</b></p><p>　　1.1溫濕度檢測(cè)模塊</p><p

27、>　　方案一、采用DS18B20溫度傳感器和HS1100濕度傳感器。</p><p>　　DS18B20溫度傳感器是DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20型單線(xiàn)式智能溫度傳感器?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫濕度測(cè)量及控制儀器中。它具有小體積，硬件開(kāi)銷(xiāo)低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、接口方便、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。</p><p>　　1）DS18B20主要性能有：1.獨(dú)特的單線(xiàn)接口

28、只需一個(gè)端口進(jìn)行通信；2.多個(gè)DS18B20可并聯(lián)在惟一的三線(xiàn)上，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)的功能；3.無(wú)須外部元件；4.可通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，電壓范圍為3.0V～5.5V；5.零待機(jī)功耗；6.溫度以3位數(shù)字顯示；7.用戶(hù)可自定義報(bào)警設(shè)置；8.電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱而燒毀，但不能進(jìn)行正常工作。 </p><p>　　2） DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20

29、采用3腳PR－35封裝，如圖1.1示。</p><p>　　圖1.1 DS18B20封裝</p><p>　　HS1100濕度傳感器是基于獨(dú)立工藝設(shè)計(jì)的電容元件，具有完全呼喚性，高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，相應(yīng)時(shí)間迅速的特點(diǎn)。應(yīng)用于辦公自動(dòng)化，車(chē)廂空氣質(zhì)量控制系統(tǒng)等。</p><p>　　HS1100濕度傳感器的主要特性有：全互換性；在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正；長(zhǎng)時(shí)間飽和下快速

30、脫濕；可以自動(dòng)化焊接，包括波峰焊或水浸；高可靠性與長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性；專(zhuān)利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)；可用于線(xiàn)性電壓或頻率輸出回爐；快速反應(yīng)時(shí)間。</p><p>　　HS1100是電容式濕度傳感器，由于電容不可直接測(cè)量，故選用555多諧振電路檢測(cè)到頻率，然后又單片機(jī)計(jì)算的電容值，再根據(jù)電容值算出相應(yīng)的濕度值。</p><p>　　方案一溫濕度檢測(cè)模塊的框圖如圖1.2所示。</p><

31、p>　　圖1.2 方案一溫濕度檢測(cè)模塊框圖</p><p>　　方案二、采用DHT11溫濕度傳感器。DHT11是一款集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器內(nèi)部包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，以確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的穩(wěn)定性。</p><p>　　DHT11的主要特性：相對(duì)濕度和溫度測(cè)量；全

32、部校準(zhǔn)，數(shù)字輸出；卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；無(wú)需額外部件；超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離；超低能耗；4引腳安裝；完全互換等。</p><p>　　特點(diǎn)：品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高。</p><p>　　方案二溫濕度檢測(cè)模塊框圖如圖1.3所示。</p><p>　　圖1.3 方案二溫濕度檢測(cè)模塊框圖</p><p>　　考慮到該系統(tǒng)要同時(shí)測(cè)量溫度、

33、濕度，而DHT11溫濕度傳感器具有綜合作用，集溫度濕度于一體。而且成本低且使用方便。故采用方案二。</p><p><b>　　1.2顯示模塊</b></p><p>　　方案一、采用LED數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、低壓、壽命長(zhǎng)、耐老化、防曬、防潮、防火、防高低溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)精度比較高，操作簡(jiǎn)單，編程容易，資源占用較少的優(yōu)點(diǎn)。但數(shù)碼管

34、存在不足之處，顯示內(nèi)容局限，需要外圍驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　方案二、采用LCD液晶顯示屏顯示。LCD具有輕薄短小、耗電量低，平面直角顯示以及影響穩(wěn)定不閃爍，可視面積大，畫(huà)面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　特點(diǎn)：成本相對(duì)LED較高，顯示內(nèi)容也較豐富，且可以與單片機(jī)接口直接接線(xiàn)使用。</p><p>　　考慮到本系統(tǒng)需要顯示時(shí)間、溫濕

35、度等，顯示內(nèi)容比較多。要同時(shí)達(dá)到同樣的顯示效果，采用數(shù)碼管顯示可能比使用LCD液晶顯示屏的成本要高且電路復(fù)雜。目前市場(chǎng)上LCD1602已經(jīng)十分普遍，LCD1602是兩行16字符型液晶顯示屏，顯示亮度高，且可顯示內(nèi)容豐富，故采用LCD1602液晶顯示</p><p>　　當(dāng)前的時(shí)間、溫濕度是最佳方案。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用STC89C52RC單片機(jī)為主要控制芯片，DHT11溫

36、濕度傳感器進(jìn)行土壤溫濕度檢測(cè)，時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行定時(shí)控制，通過(guò)雨水檢測(cè)器進(jìn)行雨水檢測(cè)，再將當(dāng)前時(shí)間及溫濕度采集數(shù)據(jù)在LCD1602上進(jìn)行顯示。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)主要由晶振電路、復(fù)位電路、DHT11溫濕度傳感器、LCD顯示、定時(shí)器、按鍵模塊、雨水檢測(cè)器和繼電器電路這八模塊組成。</p><p>　　盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的具體模塊設(shè)計(jì)框圖1.4所示。</p

37、><p>　　圖1.4 盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的具體模塊設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　2 主要元器件介紹</b></p><p>　　2.1 STC89C52單片機(jī)</p><p>　　2.1.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　STC89C52單片機(jī)是由STC公司生產(chǎn)的一種高性能的

38、、低功耗的CMOS8位微控制器，具有 8K 的系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52單片機(jī)使用的是經(jīng)典的C51內(nèi)核，但是做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)所不具備的許多功能。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為眾多的嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了高靈活的解決方案，成為目前廣泛使用的單片機(jī)微控制器之一。使用STC89C52單片機(jī)可以完成所有基本的對(duì)于微控制器控制系統(tǒng)的編程和處理方法。&

39、lt;/p><p>　　STC89C52單片機(jī)擁有如下基本功能：8k字節(jié)的可編程Flash；32 位的I/O 輸入輸入端口；512bit的RAM內(nèi)核；4個(gè)外部中斷；內(nèi)置4KBEEPROM；看門(mén)狗定時(shí)器；3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等等。</p><p>　　2.1.2 STC89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和引腳功能</p><p>　　STC89C52單片機(jī)擁有一共40個(gè)外部端口

40、，根據(jù)功能特性可以劃分為主電源模塊、多復(fù)用功能的I\O端口、外部連接晶振蕩、控制和復(fù)位等。它能夠完成復(fù)雜的控制問(wèn)題，且成本較低，應(yīng)用范圍廣。其結(jié)構(gòu)引腳如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 STC89C52引腳圖</p><p>　　STC89C52存在4個(gè)8位的并行I/O輸入輸入端口：分別為P0、P1、P2、P3端口，相對(duì)應(yīng)的外部接口分別是P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，

41、P2.0～P2.7，P3.0～P3.7，總計(jì)32條I/O線(xiàn)，每一條線(xiàn)能夠獨(dú)立作為輸入或輸出端口。</p><p>　　P0端口，這個(gè)端口功能實(shí)現(xiàn)了一個(gè)8位的雙向I/O口。而在端口對(duì)外部的程序或者輸入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)時(shí)，P0端口可以作為多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)，只有在這個(gè)條件時(shí)，P0端口存在內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　P1端口，這個(gè)端口是內(nèi)部存在上拉電阻的8路雙向I/O輸入

42、輸出端口，當(dāng)給該端口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部的上拉電阻把該端口電壓置高，在這個(gè)時(shí)候該端口作為輸入口使用。并且，P1.0和P1.1端口能夠設(shè)置成定時(shí)/計(jì)數(shù)器，如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 P1口引腳復(fù)用功能表</p><p>　　P2端口，這個(gè)端口是內(nèi)部存在上拉電阻的8路雙向I/O輸入輸出端口，當(dāng)給該端口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部的上拉電阻把該端口電壓置高，在這個(gè)時(shí)候該端口作為輸

43、入口使用。</p><p>　　P3端口，這個(gè)端口是內(nèi)部存在上拉電阻的8路雙向I/O輸入輸出端口，當(dāng)給該端口寫(xiě)入“1”的時(shí)候，內(nèi)部的上拉電阻把該端口電壓置高，在這個(gè)時(shí)候該端口作為輸入口使用。</p><p>　　在STC89C52中，P3端口也存在著大量的復(fù)用功能，如表2.2所列。</p><p>　　表2.2 P3口引腳復(fù)用功能表</p><p

44、>　　1）PSEN的程序存儲(chǔ)允許信號(hào)。它是用來(lái)讀取外部程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　2）RST復(fù)位功能連接端口。在晶振工作的時(shí)候，在這個(gè)引腳上連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高脈沖時(shí)，內(nèi)部電路將單片機(jī)做復(fù)位處理。</p><p>　　3）ALE/PROG地址鎖存的控制端口。每當(dāng)從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，該端口發(fā)送信號(hào)作為鎖存低字節(jié)地址。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這個(gè)端口可以輸入編程脈沖PR

45、OG。</p><p>　　4）EA/Vpp外部讀寫(xiě)數(shù)據(jù)控制端口。為了使單片機(jī)可以正確的從地址為0000H～FFFFH的外部ROM中接受到代碼，所以要把EA置低，所以接到地端。然而，如果程序鎖位1，EA在復(fù)位鎖存。</p><p>　　5）XTAL1振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　6）XTAL2振蕩器的反相放大器輸出。</

46、p><p>　　2.2DHT11溫濕度傳感器</p><p>　　2.2.1 DHT11產(chǎn)品概述</p><p>　　DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款集溫度傳感器和濕度傳感器于一體的數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，以確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8

47、位單片機(jī)相連接。因此DHT11具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上。</p><p>　　DHT11的技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　1)供電電壓：3.3～5.5V DC</p><p>　　2)輸 出：?jiǎn)慰偩€(xiàn)數(shù)字信號(hào)</p><p

48、>　　3)測(cè)量范圍：濕度20～90%RH，溫度0～50℃</p><p>　　4)測(cè)量精度：濕度±5%RH，溫度±2℃</p><p>　　5)分 辨 率：濕度1%RH，溫度1℃</p><p>　　6)互 換 性：可完全互換 </p><p>　　7)長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<±1%RH/年</p>

49、<p>　　DHT11的應(yīng)用領(lǐng)域：暖通空調(diào)、測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備、汽車(chē)、數(shù)據(jù)記錄器、消費(fèi)品、自動(dòng)控制、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)器、醫(yī)療、除濕器等。</p><p>　　2.2.2 DHT11封裝信息</p><p>　　DHT11為4 針單排引腳封裝,DHT11的封裝圖如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 DHT11的封裝圖</p>&

50、lt;p>　　2.2.3 DHT11引腳說(shuō)明</p><p>　　DHT11為單排4引腳，其引腳說(shuō)明如表2.3。</p><p>　　表2.3 DHT11引腳說(shuō)明</p><p>　　2.2.4 DHT11接口說(shuō)明 </p><p>　　DHT11的典型應(yīng)用圖如圖2.3所示。一般在連接線(xiàn)長(zhǎng)度短于20米時(shí)用5K上拉電阻,大于20米

51、時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻。</p><p>　　圖2.3 DHT11的典型應(yīng)用圖</p><p>　　2.2.5 DHT11電源引腳</p><p>　　DHT11的供電電壓為3V～5.5V。傳感器上電后，要等待1s以越過(guò)不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個(gè)100nF的電容，用以去耦濾波。</p><

52、;p>　　2.2.6 DHT11串行接口 (單線(xiàn)雙向)</p><p>　　DATA 用于單片機(jī)與DHT11之間的通訊和同步,采用單總線(xiàn)數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間4ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,現(xiàn)讀出為零。操作流程如下：</p><p>　　一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。</p><p>　　數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)

53、據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　+8bit校驗(yàn)</b></p><p>　　數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。</p><p>　　單片

54、機(jī)發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待單片機(jī)的開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。在高速模式下,DHT11接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào),DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后DHT11又轉(zhuǎn)換到低速模式。</p><p>　　2.3液晶顯示器LCD</p><p&

55、gt;　　2.3.1液晶顯示器的簡(jiǎn)介</p><p>　　液晶顯示器是一種低功能耗液晶顯示器件。工作電流小，適合于儀表和低功耗系統(tǒng)。常用的有筆畫(huà)型液晶顯示器、點(diǎn)陣字符型液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。LCD液晶顯示器的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制。液晶顯示器適應(yīng)于大規(guī)模電路直接驅(qū)動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)。目前被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等眾多領(lǐng)域。</p><

56、p>　　一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖</p><p>　　2.3.2 1602LCD基本參數(shù)</p><p>　　1602LCD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(yīng)用中并無(wú)差別，兩者尺寸差別如下圖2.5所示。</p

57、><p>　　圖2.5 1602LCD的尺寸圖</p><p>　　1602LCD主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　(1)容量:16×2個(gè)字符</p><p>　　(2)工作電壓:4.5～5.5V</p><p>　　(3)電流:2.0mA(5.0V)</p><p>　　(4)最佳工作電

58、壓:5.0V</p><p>　　(5)尺寸:2.95×4.35(W×H)mm</p><p>　　2.3.3 1602LCD引腳功能說(shuō)明</p><p>　　1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表2.4所示。</p><p>　　表2.4 1602LCD引腳接口說(shuō)明表<

59、/p><p>　　第1腳：VSS為地電源。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平

60、時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。</p><p>　　第15腳：背光源正極。</p><p>　　第16腳：背光源負(fù)極。</p><p>　　2.3.4 1602LCD指令說(shuō)明及時(shí)序

61、</p><p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表2.5所示。</p><p>　　表2.5 1602LCD控制命令表</p><p>　　1602液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　2.3.5 1602LCD硬件原理圖</p><p>　　L

62、CD液晶顯示器的RS、RW、E管腳連接單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2。LCD液晶顯示器的D0-D7 引腳和單片機(jī)的P0.0-P0.7引腳相連接。其連接電路圖如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6 LCD硬件原理圖</p><p>　　2.4 DS1302時(shí)鐘芯片</p><p>　　2.4.1 DS1302簡(jiǎn)介</p><p>

63、;　　DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。DS1302與單片機(jī)之間采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根I/O線(xiàn)：RST復(fù)位、I/O數(shù)據(jù)線(xiàn)、SCLK串行時(shí)鐘。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持

64、數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于1mW。</p><p>　　DS1302進(jìn)行初始化時(shí)，將復(fù)位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息送入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（SCLK）的上升沿時(shí)串行輸入，前8位指定訪(fǎng)問(wèn)地址，命令字送入移位寄存器，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)在單字節(jié)方式下為8+8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達(dá)248的數(shù)據(jù)。</p>&l

65、t;p>　　2.4.2 DS1302引腳功能</p><p>　　圖2.7現(xiàn)示出DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1＋0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。

66、</p><p>　　圖2.7 DS1302封裝圖</p><p>　　RST是復(fù)位/片選線(xiàn)，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此

67、次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。SCLK始終是輸入端。DS1302的引腳功能如表2.6。</p><p>　　表2.6 DS1302引腳功能</p><p>　　2.4.3 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS

68、1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.8所示，主要組成部分為：控制邏輯、移位寄存器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、振蕩器以及RAM。</p><p>　　圖2.8 DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.4.4 DS1302控制字節(jié)</p><p>　　DS1302 的控制字表2.7所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入DS1302中，(位6)如果為

69、0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；(位5)至(位1)指示操作單元的地址；最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。</p><p>　　表2.7 DS1302 的控制字</p><p>　　2.4.5數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)</p><p>　　在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被

70、寫(xiě)入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位（位0）開(kāi)始。同樣，在8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低(位0)位到高(位7)。</p><p>　　2.4.6 DS1302寄存器</p><p>　　DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器如表2.8所示。</p><

71、p>　　表2.8 日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對(duì)照表</p><p>　　最后一位RD/W，為“0”時(shí)表示進(jìn)行寫(xiě)操作，為“1”時(shí)表示讀操作。</p><p><b>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該系統(tǒng)主要由晶振電路、復(fù)位電路、DHT11溫濕度傳感器模塊、LCD顯示模塊、定時(shí)器模塊、按鍵模塊、雨水檢測(cè)器和繼電器電路這八模塊

72、組成。</p><p><b>　　3.1晶振電路</b></p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)里都有晶振，全稱(chēng)叫晶體振蕩器，晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定、精確的單頻振蕩。它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，晶振提供的頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振提供的時(shí)鐘頻率。晶振電路的作用

73、是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的STC89C52單片機(jī)使用12MHZ的晶體振蕩器為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有晶振電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量為22pF。電路圖如圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1 晶振電路</b></p><p>

74、;<b>　　3.2復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)械周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)械周期。</p><p>　　STC89系列單片機(jī)即為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電

75、回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中復(fù)位電路的電阻和電容值分別為10K和22uK，電路圖如圖3.2所示。</p><p><b>　　圖3.2 復(fù)位電路</b></p><p>　　3.3 DHT11溫濕度傳感器模塊</p><p>　

76、　DHT11溫濕度傳感器模塊采用DHT11溫濕度傳感器，獲取當(dāng)前的土壤溫濕度。</p><p>　　P2.3連接DHT11溫濕度傳感器的DATA管腳，DHT11溫濕度傳感器模塊的連接電路和DHT11實(shí)物圖圖如3.3（a）和圖3.3（b）所示。</p><p>　　圖3.3（a） DHT11連接電路圖 圖3.3（b） DHT11實(shí)物圖</p><

77、p>　　3.4 LCD顯示模塊</p><p>　　LCD顯示模塊用于顯示當(dāng)前時(shí)間和土壤溫濕度。</p><p>　　LCD液晶顯示器的RS、RW、E引腳連接單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2引腳。LCD液晶顯示器的D0-D7 引腳和單片機(jī)的P0.0-P0.7引腳相連接。LCD電路圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 LCD連接電路圖</p

78、><p><b>　　3.5定時(shí)器模塊</b></p><p>　　定時(shí)模塊采用時(shí)鐘芯片DS1302，可實(shí)現(xiàn)三次自由設(shè)置澆水起始、終止時(shí)間。其DS1302的RST、 SCLK 、I/O 引腳分別連接單片機(jī)的P3.6、P3.4、P3.5引腳，DS1302的X1、X2晶振源接32.768kHZ的晶振。電路圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5

79、 DS1302連接電路圖</p><p><b>　　3.6按鍵模塊</b></p><p>　　按鍵模塊由五個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)組成，實(shí)現(xiàn)界面的切換，及濕度下限值的調(diào)節(jié)和定時(shí)時(shí)間的設(shè)置等。其中單片機(jī)的P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7引腳通過(guò)上拉電阻分別與Adjust開(kāi)關(guān)、ADD開(kāi)關(guān)、DEC開(kāi)關(guān)、MODE開(kāi)關(guān)、OK開(kāi)關(guān)連接。其上拉電阻值為1K。按鍵模塊的連接電路

80、圖如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 按鍵模塊連接電路圖</p><p>　　3.7雨水檢測(cè)器模塊</p><p>　　雨水檢測(cè)器連接到單片機(jī)檢測(cè)天氣是否下雨，若檢測(cè)板檢測(cè)到下雨，指示燈亮，產(chǎn)生一個(gè)低電平給單片機(jī)，控制繼電器電路不工作，即不需要澆水；若檢測(cè)到?jīng)]有下雨，指示燈不亮，產(chǎn)生一個(gè)高電平給單片機(jī)，對(duì)繼電器電路的工作不產(chǎn)生影響。</p>

81、<p>　　P3.3管腳接于是檢測(cè)器，雨水檢測(cè)器的硬件模塊圖如下圖3.7所示。</p><p>　　圖 3.7 雨水檢測(cè)器模塊</p><p><b>　　3.8繼電器電路</b></p><p>　　繼電器電路如圖3.8所示。Q1為一個(gè)PNP三極管，D1為藍(lán)色二極管，RL2為946H-1C-5D繼電器。</p>&l

82、t;p><b>　　圖3.8繼電器電路</b></p><p>　　在繼電器通電的狀態(tài)下，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸合。在繼電器斷電的狀態(tài)下，線(xiàn)圈斷電，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中導(dǎo)通和切

83、斷的目的。 </p><p>　　當(dāng)繼電器的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，處于一個(gè)通路的狀態(tài)下，電源燈亮，繼電器開(kāi)始工作，系統(tǒng)設(shè)備開(kāi)始澆水。相反，當(dāng)繼電器的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，處于一個(gè)斷路的狀態(tài)下，則繼電器不工作，從而系統(tǒng)設(shè)備也不工作。</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該系統(tǒng)包括土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)、定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制

84、系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。</p><p>　　4.1 土壤溫濕度的檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)</p><p>　　土壤溫濕度的檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)用DHT11溫濕度傳感器，將采集到的土壤溫濕度值送入STC89C52RC單片機(jī)，再由其傳輸?shù)絃CD已將顯示屏進(jìn)行顯示。通過(guò)單片機(jī)程序設(shè)置的澆水上下限值與傳感器采集的溫濕度進(jìn)行比較，若濕度低于設(shè)定的下限值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，LED藍(lán)燈亮，繼電器工作開(kāi)始澆水；若

85、濕度達(dá)到上限值時(shí)，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，LED藍(lán)燈滅，繼電器停止工作，澆水停止。</p><p>　　土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)的流程圖如圖4.1所示。</p><p><b>　　否 </b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　是</b>

86、</p><p><b>　　否</b></p><p>　　圖4.1 土壤溫濕度的檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　4.2 定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)</p><p>　　定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)采用時(shí)鐘芯片DS1302，通過(guò)LCD顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間。進(jìn)行雨水檢測(cè)，若是下雨天，則不需要澆水；若沒(méi)有下雨

87、，將LCD顯示的時(shí)間與設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行比較，到達(dá)設(shè)定時(shí)間 ，單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，LED藍(lán)燈亮，繼電器工作開(kāi)始澆水。</p><p>　　定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)的流程圖如圖4.2所示下。</p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b&

88、gt;　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p>　　圖4.2定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　

89、5 安裝與調(diào)試</b></p><p>　　5.1土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)</p><p>　　土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C52RC為控制核心，通過(guò)軟件設(shè)置達(dá)到具體動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。土壤的溫濕度是由DHT11溫濕度傳感器檢測(cè)土壤濕度信息送入單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的I/O口把檢測(cè)到的土壤溫濕度值用LCD顯示出來(lái)。同時(shí)，將該值與設(shè)定的濕度上下限值相比較，若低于下限值，則

90、單片機(jī)發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，繼電器工作開(kāi)始澆水。若高于上限值時(shí)，單片機(jī)再發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)控制，繼電器停止工作,停止?jié)菜?lt;/p><p>　　土壤溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)由STC89C52RC單片機(jī)、DHT11、電位器、LCD顯示屏、電阻等組成。DHT11溫濕度傳感器的DATA與單片機(jī)的P2.3管腳連接，其實(shí)物圖如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 DHT11實(shí)物圖</p>

91、<p>　　對(duì)于LCD顯示屏將D0-D7通過(guò)排阻RESPACK8連接到單片機(jī)的P0.0-P0.7上，RS、R/W、E與P2.0、P2.1、P2.2連接，其電路圖如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.2 LCD連接電路圖</p><p>　　通過(guò)LCD顯示當(dāng)前的溫濕度，如下圖5.3所示。</p><p>　　圖5.3 溫濕度的顯示</p>

92、<p>　　通過(guò)按鍵可以調(diào)節(jié)濕度的下限值，如圖5.4所示。</p><p>　　圖5.4 濕度下限值的調(diào)節(jié)</p><p>　　5.2 定時(shí)器的設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)</p><p>　　定時(shí)器部分以單片機(jī)STC89C52RC為控制核心，通過(guò)程序設(shè)置控制澆水的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)設(shè)置澆水時(shí)間,通過(guò)與LCD顯示的當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)時(shí)間處在所設(shè)置的澆水時(shí)間內(nèi)

93、時(shí)，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，繼電器工作,藍(lán)燈亮,開(kāi)始澆水。否則，停止?jié)菜?lt;/p><p>　　定時(shí)器部分部分由STC89C52RC、DS1302、電池和電阻等組成。DS1302的SCLK、I/O和RST管腳分別和單片機(jī)的P3.4、P3.5和P3.6管腳連接。DS1302的X1、X2管腳接32.768KHZ的晶振。定時(shí)器連接電路圖如圖5.5所示。</p><p>　　圖5.5 定時(shí)器連接電路圖

94、</p><p>　　單片機(jī)的P1.3，P1.4，P1.5，P1.6和P1.7引腳分別接按鍵Adjust、ADD、DEC、MODE和OK。按鍵的連接電路圖如下圖5.6所示。</p><p>　　圖5.6 按鍵連接電路圖</p><p>　　通過(guò)調(diào)節(jié)按鍵設(shè)置澆水時(shí)間，調(diào)節(jié)方法如下：</p><p>　　1）電路接通后LCD顯示當(dāng)前時(shí)間，如圖5.

95、7所示。</p><p>　　圖5.7 顯示當(dāng)前時(shí)間</p><p>　　2）按下MODE鍵，LCD會(huì)顯示土壤的溫濕度，如圖5.8所示。</p><p>　　圖5.8 顯示土壤溫濕度</p><p>　　3)再按下MODE鍵會(huì)顯示Adjust time one的界面，如圖5.9所示。</p><p>　　圖5.9 設(shè)置

96、澆水時(shí)間1</p><p>　　4)再按下MODE鍵會(huì)顯示Adjust time two的界面，如圖5.10所示。</p><p>　　圖5.10 設(shè)置澆水時(shí)間2</p><p>　　5)再按下MODE鍵會(huì)顯示Adjust time three的界面，如圖5.10所示。</p><p>　　圖5.10 設(shè)置澆水時(shí)間3</p>&

97、lt;p>　　6)在LCD顯示Adjust time one時(shí)，按一下MODE鍵光標(biāo)會(huì)向右移動(dòng)一位，光標(biāo)停留在時(shí)上，按下ADD鍵設(shè)置時(shí)，按兩下光標(biāo)留在分上，按下ADD鍵設(shè)置分。</p><p>　　例如設(shè)置澆水的時(shí)間段,如圖5.11所示。</p><p>　　圖5.11 澆水時(shí)間的設(shè)置</p><p>　　以此類(lèi)推，可設(shè)置三次澆水時(shí)間。</p>

98、<p>　　7)到達(dá)設(shè)置時(shí)間LED藍(lán)燈亮，繼電器工作，開(kāi)始澆水，設(shè)置時(shí)間結(jié)束后，LED藍(lán)燈滅，繼電器停止工作，停止?jié)菜?lt;/p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)以電子類(lèi)的自動(dòng)澆花器的工作原理為參考，整個(gè)盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)包括土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)、定時(shí)器設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。</p>

99、<p>　　土壤溫濕度檢測(cè)與澆水控制系統(tǒng)由溫濕度傳感器DHT11、LCD顯示、澆水驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。將DHT11檢測(cè)到的土壤溫濕度值送入STC89C52RC單片機(jī)，再由單片機(jī)的I/O口輸出到LCD液晶顯示屏進(jìn)行顯。同時(shí)檢測(cè)到的濕度值通過(guò)與單片機(jī)程序設(shè)定澆水的上下限值相比較，當(dāng)傳感器檢測(cè)到的濕度值低于設(shè)定的下限值時(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)信號(hào)，開(kāi)始澆水，高于設(shè)定的上限值時(shí)再由單片機(jī)輸出一個(gè)信號(hào)，停止?jié)菜?lt;/p><p&

100、gt;　　定時(shí)器設(shè)置與澆水控制系統(tǒng)由時(shí)鐘芯片DS1302、雨水檢測(cè)器、LCD顯示、澆水控制電路構(gòu)成。通過(guò)LCD顯示當(dāng)前時(shí)間，與程序設(shè)定定時(shí)澆水時(shí)間相比較，當(dāng)時(shí)間處在所設(shè)置的澆水時(shí)間時(shí)，雨水檢測(cè)器 若檢測(cè)到1信號(hào)，表示沒(méi)有下雨，單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，開(kāi)始澆水。否則，不需要澆水澆水。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)中存在的缺陷是未完成雨水檢測(cè)器模塊。但通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我在學(xué)校中所學(xué)到的知識(shí)真正的運(yùn)用到了實(shí)際當(dāng)中，遇到了一

101、些困難，也我學(xué)到了很多課本上沒(méi)有的知識(shí)，使我開(kāi)闊了眼界，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，同時(shí)使我對(duì)我所學(xué)的專(zhuān)業(yè)有了更深一步的了解。從這次設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)工作中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫(xiě)與讀的過(guò)程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>

102、;　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在導(dǎo)師***老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，***老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我遇到不少的困難和挫折，是她給予我的幫助和鼓勵(lì)，讓我重新獲得了繼續(xù)前進(jìn)的勇氣和信心。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程中朱亞利老師都給予我悉心指導(dǎo)

103、。在此謹(jǐn)向朱亞利老師致以衷心的感謝和深深的敬意! 同時(shí)感謝各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。</p><p>　　在此，我要特別感謝我們班的一位同學(xué)給予的幫助，正是由于他的幫助和支持讓我克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成。還要感謝我的同學(xué)、我的室友、我的朋友，在大學(xué)四年里，他們給我許多的關(guān)心和幫助，伴我度過(guò)許多快樂(lè)時(shí)光。和他們?cè)谝黄鸲冗^(guò)的日子永遠(yuǎn)

104、值得回味。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]倪云峰.單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[2]李敏.孟臣.數(shù)字式溫濕度傳感器及其應(yīng)用技術(shù)[J].電子元器件應(yīng)用,2004,11.</p><p>　　[3]孫榮超.孫德超.數(shù)字溫濕

105、度數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005.7</p><p>　　[4]黃鴻.吳石增.傳感器及其應(yīng)用技術(shù)[M]北京理工大學(xué)出版社，2008.7</p><p>　　[5]劉燦軍.實(shí)用傳感器[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004,6.</p><p>　　[6]秦志強(qiáng).C51單片機(jī)應(yīng)用與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2007. </p>

106、<p>　　[7]宗光華.李大寨.多單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003.10.</p><p>　　[8]王芳琴.單片機(jī)控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué).</p><p>　　[9]趙振德.單片機(jī)原理及實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[10]艾永樂(lè).付子儀.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[

107、M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.</p><p>　　[11]李剛.基于組態(tài)王的農(nóng)田溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2013</p><p>　　[12]趙海蘭.DS1302實(shí)時(shí)顯示時(shí)間的原理與應(yīng)用[J].電子技術(shù)，2004</p><p>　　[13] Seeley J G. Methods of Automatic Watering of Plan

108、ts[J]. Science, 1948, Vol.108 (2794), pp.65</p><p>　　[14] Post K. Automatic Watering Of Experimental Plots[J]. Plant Physiology, 1941, Vol.16 (1), pp.207-9</p><p><b>　　附錄A 外文翻譯</b>&l

109、t;/p><p>　　Krishak Bandhu-AutoMatic Irrigation System</p><p>　　K.Sakthikumaran, D.Sabarish, S.Syedhassain,</p><p>　　A.Easwaran, M.Muthukumar</p><p>　　Sri Eshwar College Of

110、 Engineering</p><p>　　Kondampatti(PO), Vadasithur(VIA),</p><p>　　Coimbatore- 641202</p><p>　　Abstract:For automatic irrigation controller, we need to measure different parameters i.

111、e. atmospheric temperature, Humidity, Wind speed, Wind direction, Radiation, Soil temperature, Sunshine and Rain fall etc. The key objective of this project is to report on a developed indigenous low cost microcontroller

112、 based irrigation scheduler which performs user defined functions and outputs commands to derive appropriate actuators (relay, solenoid valves, motor). A soil moisture sensor was modeled, simu</p><p>　　Keywo

113、rds:Irrigation controller, fertigation system, moisture sensor, temperature sensor, Buck boost converter.</p><p>　　Introduction:</p><p>　　In India, Agriculture plays an important role in the dev

114、elopment of the country’s economy.Since scorching summers threatens our planet every year, our farmers are unable to cultivate our traditional crops at their suitable seasons. On other hand farmers are wasting water abun

115、dantly without proper management. This leads to the scarcity of water at the time of requirement. And also we read the article published in “cronicas de los tienpos “ in April 2002 which shows the human life will be in 2