基于單片機(jī)的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計

1、基于單片機(jī)的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計系 （院）： 電子與通信工程系 學(xué)生姓名： 汪金艷 專業(yè)班級： 電子12C1 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 榮雪琴 2015 年 4 月 聲 明本人所呈交的基于單片機(jī)的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計，是我在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和查閱相關(guān)著作下獨立進(jìn)行分析研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名： 汪金艷 日期： 2015、4、8 【摘要】智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要部分。農(nóng)業(yè)用水占人類用水的很大一部分比例，且水資源浪費比較嚴(yán)重，所以我們要研究

2、出高效節(jié)能的節(jié)水灌溉系統(tǒng)。此灌溉系統(tǒng)主要以AT89C51為主，最初泥土的濕度由土壤濕度傳感器所取得，并將所得的電流信號變?yōu)殡妷盒盘?，送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器主要是將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，此時單片機(jī)會處理所接收的信號，送至LED顯示電路，進(jìn)而判斷土壤要不要灌溉，如果需要灌溉則會報警。該設(shè)計靈活性強(qiáng)，操作簡單，未來很有發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵詞】： 單片機(jī) 節(jié)水灌溉 智能控制ABSTRACTAbstract Intelligent water-saving irrigation system is an important part of agricultural development. Agr

3、iculture accounts for a large part of the proportion of water for human consumption. and waste of water resources is becoming serious. So we have to come up with energy-efficient water-saving irrigation system.Intelligent water-saving irrigation system is based on AT89C51,The system uses a humidity

4、sensor collecting humidity. We can get the voltage signal by processing Current signal. The voltage signal is input to the A / D converter into a digital signal. Single-chip processes digital signal, we can see from the LED display. If you need irrigation. the system start singing sound alarm. This

5、design is flexible, Operate easily, This design will have a good development.【KEY WORD】:single chip microcomputer water-saving Irrigation intelligent control目 錄 引言1（一）研究的背景1（二）研究的意義2一、系統(tǒng)總體設(shè)計2二、主要器件介紹3（一）單片機(jī)3（二）模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片4三、硬件設(shè)計6（一）時鐘電路6（二）復(fù)位電路6（三）數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展電路7（四）數(shù)據(jù)采集電路8（五）報警電路10（六）LED顯示電路10四、軟件設(shè)計12（一）主程序設(shè)

6、計12（二）數(shù)據(jù)處理13（三）LED動態(tài)顯示15結(jié)束語16參考文獻(xiàn)17附錄一 原理圖18附錄二 源程序19致謝24引言（一）研究的背景1.中國水源情況曾有數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，中國人均年水資源是兩千兩百立方米，遠(yuǎn)低于世界人均水平；中國擁有龐大的人口，對水的需求量也是相當(dāng)大。中國在農(nóng)業(yè)方面的用水量有四千億立方米，占總用水量約有百分之八十，僅占世界農(nóng)業(yè)總量百分之十七。農(nóng)田灌溉用水占農(nóng)業(yè)用水總量百分之九十到百分之九十五之間，雖然比例較大，但農(nóng)業(yè)灌溉仍然缺水。雖然有大量的水資源使用在農(nóng)田上，但由于技術(shù)不到位，并嚴(yán)重浪費水資源，導(dǎo)致其利用率只有百分之四十三，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。曾有相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)總結(jié)農(nóng)業(yè)用水的浪費現(xiàn)象，主

7、要原因一是灌溉水利用率本來就比較低，而有效利用率約為百分之四十三，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)達(dá)國家的水平，輸水渠道損失的水資源占很大比例，還損壞了相關(guān)建筑物；二是灌溉技術(shù)水平比較低，使用傳統(tǒng)灌溉模式使得灌水量是實際需求量的一倍甚至兩倍。從以上的調(diào)查報告顯示，雖然到處提倡節(jié)約用水和科學(xué)用水，但我們并沒有做到，而水資源的匱乏制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的腳步。面對此狀況，我們必須提高節(jié)水灌溉技術(shù)以便于農(nóng)業(yè)的更好發(fā)展。2. 國內(nèi)外節(jié)水灌溉的現(xiàn)狀雖然美國真正所使用的有效灌溉面積比較少，但使用噴灌和微灌農(nóng)田的面積卻占了很大的比例。近些年來，世界上微灌面積呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀態(tài)。印度、美國在微灌面積的比例在不斷提升，占世界比例的三分之一

8、，而中國的微觀面積只有0.005。發(fā)達(dá)國家并且對輸水所使用的低壓管道相當(dāng)重視，很多國家將其作為灌溉使用管道的首要選擇。而且有的發(fā)達(dá)國家使用污水進(jìn)行地下滴管，大大減少了水的浪費率。地下滴管技術(shù)也是很多發(fā)達(dá)國家的選擇。中國由于人口眾多等原因，耕地面積也是比較大的。從上個世紀(jì)70年代才開始采用噴灌技術(shù)，使得真正得到灌溉面積占耕地面積的一半，經(jīng)過30年，中國在微灌方面也得到發(fā)展，雖然只是很小的一部分，也節(jié)約了大量水資源。但是由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)比較落后，國家政策與設(shè)備的落后等原因，噴灌技術(shù)并沒有得到很好的發(fā)展。在最近幾十年中，隨著灌溉技術(shù)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉面積占很大的比例。雖然微灌技術(shù)得到較好發(fā)展，但并不是

9、沒有缺點的，還是有一些問題，并且與其他國家也有不小的差距。但是技術(shù)人員仍在不斷創(chuàng)新，不斷取得進(jìn)步，使得中國在節(jié)水灌溉方面有很大的潛力可以被激發(fā)。（二）研究的意義節(jié)水灌溉可以大大減少農(nóng)業(yè)的用水量，不造成浪費。大家都知道，農(nóng)業(yè)用水只占人類用水的大部分，而我們生活中和工業(yè)所用的水資源只占用一個小部分。但我們農(nóng)業(yè)用水利用率卻很低，白白浪費掉很大一部分水資源，通過一些措施引入灌區(qū)的水量有一般損失掉了。我們都知道，水是萬物之本，是無法替代的。所以節(jié)水灌溉是很有必要的。節(jié)水灌溉措施可以大大提高單位水量的使用效率，噴灌、微灌、滴管三種技術(shù)都大大減少了用水量，真正做到了節(jié)水灌溉。因此，在水資源越來越缺乏的情況下

10、，節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣和普及是非常有必要的。一、系統(tǒng)總體設(shè)計種農(nóng)作物土壤濕度傳感器A/D轉(zhuǎn)換AT89C51單片機(jī)LED顯示報警放大驅(qū)動電磁閥 圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖此灌溉系統(tǒng)的核心是AT89C51單片機(jī)，除此之外由土壤濕度傳感器，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，LED顯示電路，報警電路，及以單片機(jī)為核心的時鐘電路，復(fù)位電路，數(shù)據(jù)采集電路，數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路組成。首先土壤的濕度由土壤濕度傳感器所取得，并將所得的電流信號變?yōu)殡妷盒盘枺椭罙/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器主要是將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，此時單片機(jī)會處理所接收的信號，送至LED顯示電路，進(jìn)而判斷是否需要灌水，如果需要灌溉則會報警，接著電磁閥將會完成灌溉這個

11、動作。二、主要器件介紹（一）單片機(jī)AT89C51單片機(jī)因為有較高的集成度、較強(qiáng)的功能、運作速度快、本身較小，耗能較低等優(yōu)點，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信及日常生活中都具有廣泛的應(yīng)用，同時單片機(jī)的重要性也在不斷的提升。AT89C51單片機(jī)的40只引腳可分為如下三類：（1） 20腳和40腳為電源引腳，19腳和18腳為時鐘引腳。（2） 、ALE、RST四個引腳都為控制引腳。（3） P0端口、P1端口、P2端口、P3端口四個端口都為I/O口引腳。下面結(jié)合圖2介紹各引腳功能。 圖2 AT89C51芯片1.電源及時鐘引腳:（1）電源引腳:VCC（Pin40）：正電源引腳，正常工作電壓為+5V;GND：接地(為20引

12、腳，此圖被隱藏)。（2）時鐘引腳:XTAL1(19引腳）：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器電路的輸入端，XTAL2（20引腳）為片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。2.控制引腳RST：正常工作RST引腳是復(fù)位信號的輸入端在單片機(jī)的RST端加上高電平持續(xù)2個機(jī)器周期以上單片機(jī)即進(jìn)入復(fù)位工作方式，單片機(jī)在正常工作的情況下，RST引腳應(yīng)為不大于0.5V的低電平。ALE/：ALE為低8位地址鎖存許可信號。為輸入端，當(dāng)編程片內(nèi)Flash存儲器時，引腳就會被當(dāng)做是編程脈沖的輸入端。：片外程序存儲器的讀選通信號。引腳輸出脈沖為下降沿的時候，單片機(jī)就可以讀取外部程序存儲器。/VPP：是允許外部程序存儲器訪問的控制端

13、。3.I/O口引腳 P0口：8位，漏級開路的雙向輸入/輸出端口。P1口：P1口為8位準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口，而且有內(nèi)部上拉電阻。P1端口是專門為用戶設(shè)計使用的準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口，當(dāng)P1端口當(dāng)做普通的I/O輸入的時候，應(yīng)該在P1端口的輸出鎖存器寫1。 P2口：P2口為8位準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口，也具備內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)89C51芯片需要擴(kuò)展外部存儲器和輸入/輸出端口的時候，P2端口可以輸出高八位地址。當(dāng)P2端口當(dāng)做普通的I/O輸入的時候，應(yīng)該在P2端口的輸出鎖存器寫1。P3口：準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口，并且有內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)P3端口當(dāng)做普通的輸入/輸出輸入的時候，應(yīng)該在P3端口的輸出鎖存器寫1。P3口可

14、以為AT89C51提供第二功能，如下表所示：表1 P3口的第二功能定義引 腳第二功能說 明P3.0RXD串行數(shù)據(jù)的輸入口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)的輸出口P3.2INT0外部中斷0輸入P3.3INT1外部中斷1輸入P3.4T0定時器0外部計數(shù)輸入P3.5T1定時器1外部計數(shù)輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出（二）模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片在單片機(jī)節(jié)水灌溉中用的是ADC0809芯片，ADC0809芯片是八通路8位逐次逼近式的A/D轉(zhuǎn)換器；多路開關(guān)可以選通8個模擬通道，容許8路模擬量分時輸入，但都是共用1個A/D轉(zhuǎn)換器對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖3 ADC0809芯片（1） IN7I

15、N0是模擬量輸入通道，要求輸入的模擬量必須是單極性信號，并且電壓是0V到5V的范圍；對過小的信號需要放大；在A/D轉(zhuǎn)換過程中，輸入模擬量的值應(yīng)保持不變;（2） ADD A、 B、C是三條地址線：A,B,C地址位從低到高，是用來選擇對應(yīng)的模擬通道。（3） ALE是輸入端，即接收地址鎖存允許信號，只有在高電平的狀態(tài)下才能正常工作。（4） START為模數(shù)轉(zhuǎn)換開始信號，當(dāng)脈沖是高電平時芯片復(fù)位，反之，則開始模數(shù)轉(zhuǎn)換。（5） EOC則為模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。（6） OE是在高電平的狀態(tài)下才有效的輸出允許信號，當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換停止時，OE端口輸入的信號只有在高電平的情況下，輸出三態(tài)門方可打開，接著數(shù)字量輸出。（7

16、） CLK為時鐘脈沖的輸入端。A、 B、C 這3個地址位可以產(chǎn)生8種結(jié)果，通道選擇表如表2。表2 通道選擇表C B A選擇的通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7該系統(tǒng)只采用了輸入通道IN0。ADC0809轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位，采用單一+5V供電，不需要進(jìn)行零點和滿度的調(diào)整。模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要在外部控制啟動轉(zhuǎn)換信號才可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，ADC0809芯片使用脈沖進(jìn)行啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換，想要啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器的控制轉(zhuǎn)換，只需要在START輸入引腳載入一個正弦脈沖信號，當(dāng)為上升沿的時候，對芯片進(jìn)行復(fù)位操作，當(dāng)為下降沿時，

17、模數(shù)轉(zhuǎn)換器就開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換同時EOC信號輸出端處在低電平；當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC變?yōu)楦唠娖?，就可以向主機(jī)發(fā)送信號，告訴主機(jī)可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。三、硬件設(shè)計（一）時鐘電路89C51各功能部件的運行是以時鐘控制信號為基本準(zhǔn)則，按著一定的規(guī)律在運作。時鐘頻率、時鐘電路的質(zhì)量與單片機(jī)的速度、穩(wěn)定性質(zhì)有著一定的聯(lián)系。51單片機(jī)的內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，如圖4可知引腳19是輸入端，引腳18為輸出端。選擇內(nèi)部方式，若想構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器從而產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖，就要在這兩個引腳之間連接石英晶體振蕩器與微調(diào)電容，在引腳外接晶體振蕩器就可以形成了內(nèi)部振蕩方式。圖4 時鐘電路（二）復(fù)位

18、電路復(fù)位是使單片機(jī)處于剛開始的狀態(tài)，也可以說是對之前操作的清零；89C51的復(fù)位需要外部復(fù)位來完成；在正常運行情況下，就需要在89C51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加上高電平，并且該高電平必須大于兩個機(jī)器周期，一個機(jī)器周期為12個時鐘振蕩周期，就可以使系統(tǒng)復(fù)位；復(fù)位并不影響內(nèi)部靜態(tài)存儲器的狀態(tài)，在系統(tǒng)上電的時候，RAM的內(nèi)容也是不確定的。復(fù)位操作有兩種情況，即上電復(fù)位和手動(開關(guān))復(fù)位。本系統(tǒng)采用上電復(fù)位方式。因為電容可用來儲能，所以在圖5中用電容來充電從而實現(xiàn)上電自動復(fù)位。因為電容充電十分迅速，當(dāng)電容兩頭電壓與電源電壓一樣的時候，電容相當(dāng)于斷路，RST引腳為低電平，程序正常工作。圖5 復(fù)位電路（三

19、）數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展電路 因AT89C51單片機(jī)內(nèi)部儲存較小，故在此設(shè)計中我選擇6116外部數(shù)據(jù)存儲器來完成對51單片機(jī)的擴(kuò)展。如圖6所示，P2.3作為片選信號，A10、A9、A8是P2端口尋址選擇的數(shù)據(jù)單元。89C51單片機(jī)由于受引腳數(shù)的局限，P0端口不僅可以用作數(shù)據(jù)線使用，也可以作為低八位地址線使用，為了將二者很好的區(qū)分，需要在單片機(jī)的外部添加地址鎖存器，這該系統(tǒng)中我用了74LS373，它是一種帶有三態(tài)門的鎖存器。當(dāng)ALE輸出下降沿時，74LS373的LE引腳接收到下降沿，數(shù)據(jù)存儲到鎖存器中，之后P0口作為數(shù)據(jù)總線使用。如圖6所示。反正，外部數(shù)據(jù)將會選通內(nèi)部鎖存器。 圖6 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展電

20、路（四）數(shù)據(jù)采集電路ADC0809是一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，逐次對8通路進(jìn)行比較的模擬輸入、8位數(shù)字量輸出。ADC0809采用的方法是逐次比較，從而完成模數(shù)轉(zhuǎn)換；供電電源是單一的+5V電壓。本設(shè)計只用到IN0這路輸入通道。ADC0809采取的是脈沖啟動轉(zhuǎn)換，只需要在START輸入引腳載入一個正弦脈沖信號，當(dāng)為上升沿的時候，對芯片進(jìn)行復(fù)位操作，當(dāng)為下降沿時，模數(shù)轉(zhuǎn)換器就開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC變?yōu)楦唠娖?，就可以向主機(jī)發(fā)送信號，告訴主機(jī)可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量，反之，開始時則為低電平。因為ADC0809片內(nèi)無時鐘電路，所以需要外界提供時鐘電路，這里可以通過89C51單片機(jī)提供的地址鎖存允

21、許信號ALE獲得，ALD觸發(fā)器二分頻后可給ALE提供時鐘電路；ALE引腳的頻率是單片機(jī)的1/6故為1MHz，過D觸發(fā)器后為500kHz,在規(guī)定的范圍內(nèi)；一次模數(shù)轉(zhuǎn)換需要100us，脈沖啟動以后，100us之后就可以讀取數(shù)據(jù)。由上可知8位數(shù)據(jù)輸出引腳可與數(shù)據(jù)總線直接連接，圖7中A、B、C與Q1、Q2、Q3的連接方法，在這樣的連接情況下可選擇IN0-IN7中的一個通道。IN0口將接收土壤濕度信號；AT89C51的P2.5作為片選信號，當(dāng)P2.5輸入為0時，和P2.5都為0，經(jīng)過或非門，得到一個高電平，ADC0809的START和ALE都得到一個高電平，START對芯片進(jìn)行復(fù)位，ALE為高電平，可以

22、對地址進(jìn)行鎖存。當(dāng)片選信號為1時，START為低電平，開始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時間100us結(jié)束后，當(dāng)片選信號為0時，OE為高電平，啟動三態(tài)輸出鎖存器，并將結(jié)果鎖存在74LS373鎖存器中。圖7 數(shù)據(jù)采集電路（五）報警電路為了防止出現(xiàn)一些特殊情況，不能及時處理，所以需要一種可以提醒的裝置，我選擇了蜂鳴加光的報警電路。圖8中蜂鳴器一端與+5V相連，另一端與P1.1端口相連，當(dāng)想要報警時，程序需被清零，并可以用延時來控制報警的時間。要想燈發(fā)出黃光并報警則需要P1.2端口處于下降沿，這樣二極管才處于導(dǎo)通狀態(tài)，才可以達(dá)到預(yù)想的目標(biāo)。 圖8 報警電路（六）LED顯示電路LED是發(fā)光二極管縮寫。LED顯示器

23、由發(fā)光二極管構(gòu)成。常用的LED分為共陰極和共陽極。下圖9（3）為共陰極LED顯示器，當(dāng)a至dp那端有任一個為高電平時，二極管就會被點亮從而顯示相應(yīng)的段。圖9(2）則與圖（3）相反，若想發(fā)光二極管亮，則要使其中任一個二極管的陰極為低電平則可以使相應(yīng)的段被顯示。 (1)LED數(shù)碼管 (2)共陽極 (3)共陰極圖9 LED數(shù)碼管,共陽極,共陰極N位LED顯示器由N個LED顯示塊組成。以此類推下圖則為3位LED顯示器。圖10 3位LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖位選線由LED的個數(shù)來控制，段碼線則為位選線的8倍。顯示字符的字型由段碼線控制，LED顯示位的亮與暗由位選線來控制。 LED顯示器分為動態(tài)顯示和靜態(tài)顯

24、示，我選用的是動態(tài)顯示方式。多位LED為了簡化硬件電路經(jīng)常與8位I/O口控制并聯(lián)，同時I/O線將控制各位的共陰極或共陽極。若想讓LED同時顯示同本位相應(yīng)的字符就要選擇動態(tài)顯示，在動態(tài)顯示下只有被選通的LED有字符出現(xiàn)，其余都處在關(guān)閉的情況下。圖11 LED顯示電路81C55用來擴(kuò)展I/O接口便于LED的顯示，PA口輸出段碼，就是要顯示數(shù)據(jù)的代碼，PC口輸出位碼，也就是控制某一個時候一個數(shù)碼管顯示，其余數(shù)碼管不顯示。圖中LED為共陰極顯示器，PC端口連接位選線，選一個LED亮，然后傳送地址選擇LED的段碼線，就可以顯示數(shù)據(jù)。四、軟件設(shè)計在程序設(shè)計中，主控模塊負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)并送至4位1體的數(shù)碼管顯示

25、器上，判斷是否需要灌溉，以及執(zhí)行相應(yīng)的子程序，完成灌溉的功能。系統(tǒng)軟件主要由主程序設(shè)計，采樣子程序設(shè)計，數(shù)據(jù)處理程序，顯示子程序等組成。（一）主程序設(shè)計主程序主要的任務(wù)就是判斷土壤是否缺水，接通電源之后開始工作，開始后輸入一個設(shè)置好的值，將土壤濕度傳感器收集到的信號發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過處理后會得到一個新的數(shù)據(jù)，將所得數(shù)據(jù)與之前設(shè)定好的值比較，如果比預(yù)定值大則表示土壤無需灌溉，反之，則表示土壤需灌溉。開始初始化設(shè)定值輸入采樣濕度值送單片土壤濕度是否到達(dá)預(yù)設(shè)值噴灌停止灌溉顯示當(dāng)前灌溉值 NY 圖12 主流程流程圖 （二）數(shù)據(jù)處理1.采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換本部分主要是對所采集的數(shù)據(jù)消除誤差，在單片機(jī)進(jìn)行數(shù)

26、據(jù)采集時，輸入信號總難免受到一些干擾，然而A/D輸送給單片機(jī)的數(shù)據(jù)也將存在誤差，為了盡可能的消除這種誤差，我選擇了數(shù)字濾波法。數(shù)字濾波法是用軟件來完成的，通過改變程序的運行參數(shù)來改變其濾波特性。開始置初始位取前一個數(shù)取后一個數(shù)后數(shù)前數(shù)前數(shù)送后單元后數(shù)送前數(shù)單元（R5）-1=0?取值結(jié)束YNY標(biāo)志位00H=1?置采樣值N 圖13 數(shù)字濾波程序流程圖 2.A/D轉(zhuǎn)換本部分是將采集的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，初始化后，啟動A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)束后讀取數(shù)據(jù)并與設(shè)定值相比，若大于則結(jié)束，否則將不斷的循環(huán)直至滿足條件。 初始化啟動A/D轉(zhuǎn)換讀出A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是否大于設(shè)定值返回YN Kai開始 圖14 A

27、/D轉(zhuǎn)換流程圖（三）LED動態(tài)顯示 本部分是將單片機(jī)處理的數(shù)據(jù)顯示在4位1體的數(shù)碼管顯示器上，便于判斷是否需要灌溉，通過LED動態(tài)顯示系統(tǒng)電路選中最左邊的數(shù)碼管，以此類推。下表為TAB中有效的字型碼: 表3 LED顯示段碼字型共陽極段共陰極段字型共陽極段共陰極段0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H顯示子程序后51單片機(jī)初始化，顯示緩沖區(qū)末地址，接著顯示數(shù)碼管的個數(shù)及位選字并送入5

28、1單片機(jī)，然后顯示下一個單元，4位數(shù)碼管若顯示完則循環(huán)使用，反之則左移一位，指向下一位，直到最右邊。4位數(shù)碼管是否顯示完？顯示子程序89C51初始化顯示緩沖區(qū)末地址R0字形碼送89C51口，位選字送89C51口顯示延時指示下一個顯示單元（R0)-1數(shù)碼管個數(shù)-R1,位選字-R6（R6）左移一位，指向下一位YN圖15 LED動態(tài)顯示流程圖結(jié)束語該項研究在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是比較普及的，節(jié)水是比較貼近生活的，該項研究是比較有使用價值的。該設(shè)計不僅可以對農(nóng)作物及時補(bǔ)水，也節(jié)約了水資源。系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)完成對土壤濕度信號的采集、處理、顯示以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制等功能；讓我對51單片機(jī)、6116芯片

29、、數(shù)據(jù)的擴(kuò)展、I/O口的擴(kuò)展有了進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)。通過本論文我對模糊算法、土壤濕度傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)、報警等也有了初步的了解。深刻的體會到在這高科技的時代，科技已經(jīng)滲透到了各個領(lǐng)域，并且更新的非常迅速，因此我們在合理的利用科技時，應(yīng)該不斷的創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)1信松肚. 節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢J. 食品研究與開發(fā)，2010.2張毅剛，彭喜元. 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計M. 北京：電子工業(yè)出版社，2008.3王吉星，孫永遠(yuǎn). 土壤水分檢測傳感器的分類和應(yīng)用J. 南京日報，2011 .4畢海婷，任大偉.單片機(jī)控制的節(jié)水澆灌系統(tǒng)研究J.赤峰學(xué)院學(xué)報，2013 .5 賴強(qiáng)盛.汽車空調(diào)模糊控制J.客

30、車技術(shù)與研究，2004.6李季.家用電器模糊控制器的研究與設(shè)計J.信息技術(shù)，2007.7于建勇.淺談時鐘電路在單片機(jī)中的作用J.硅谷，2011.8陳忠平.基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計與仿真M.北京：電子工業(yè)出版社，2012.9李健. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)字濾波處理J.安慶師范學(xué)院學(xué)報，2009.10蘭云志. 智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計J.四川理工學(xué)院，2013.11劉明真，陳鴻.基于單片機(jī)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計J.學(xué)術(shù)問題研2010.12李學(xué)禮. 基于Proteus的8051單片機(jī)的實例教程M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.13史嘉權(quán)，戴梅萼.微型計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用.第四版M.北京：清華大學(xué)

31、出版社，2008.14楊鋒. 節(jié)水灌溉智能控制J.電子信息學(xué)院，2012.15沈德金，陳粵初.單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齅.北京：航空航天大學(xué)出版社，2008. 附錄一 原理圖附錄二 源程序ADTURNO EQU 21H ;IN0ADTURN1 EQU 2CH ;IN1LINEADRO EQU 37H ;1N0LINEADR1 EQU 38H ;IN1 LINEADR EQU 39H ; HUMID EQU 3BH ; BCDADR EQU 3CH ; HUMADR EQU 3DH ; TIMEADR EQU 3EH ; T100US EQU 256-50 ; Cl00US EQU 3FH

32、SHOWADR EQU 40H ; ORG OOOOH SJMP START ORG OOOBH ; Limp TOINT ORG 0023H ; Limp SERVE ORG 0050HSTART: MOV SP, #50H ; MOV HUMADR, #OFFH SETB OD3H ; SETS OD4H MOV R0, #HUMADR CLR OD3H ; CLR OD4H MOV TMOD, #22H; MOV TH1, #OF3H MOV TL1, #OF3H MOV SCON, #50H MOV PCON, #80H MOV DPTR, #7FF8H MOV A, #4DH MOV

33、X DPTR, A SETB TR1 SETB EA SETB ES RUN: LCALL AD; AD: MOV R0, #ADTURNO MOV R6, #OBH ADLOOP: MOV DPTR, #OBFF8H; GOON: MOVX DPTR, A MOV R7, #OAOH; DLAY: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, DPTR MOV R0, INC RODJNZ R6, ADLOOPSJMP ADRET LCALL MAOPAO; MAOPAO: MOV R1, #ADTURNO MOV R5, #OAH CLR OOH FI

34、LTER: MOV 3CH, R1 INC R1 MOV A, R1 CLR C SUBB A, 3CH JNC NEXT MOV A, R1 MOV R1, 3CH DEC R1 MOV R1, A INC R1 SETB OOH NEXT: DJNZ R5, FILTER JB OOH, MAOPAO MOV LINEADRO, 26H RET LCALL TURN; MOV A, HUMID; MOV SBUF, A LCALL TWOSEC; LCALL BCDTURN; BCDTURN: MOV SHOWADR+3, #00H MOV B, #100 MOV A, HUMID DIV AB