智能灌溉系統(tǒng)

課題名稱基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題名稱基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系、年級(jí)專業(yè)指導(dǎo)教師職稱20162016年5月18日當(dāng)今世界日新月異，在我們學(xué)過的歷史中，有第一次工業(yè)革命，第二次工業(yè)革命，每次的革命都意味著技術(shù)的提升，解放人們的雙手，縱觀歷史，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，科技是推動(dòng)一切發(fā)展的根源，人們的欲望又推動(dòng)著科技的發(fā)展，現(xiàn)在人們吃喝住行，愈來愈智能化，意味著生活一切的智能，現(xiàn)在人們已經(jīng)開始追求智能的生活了，智能最多的是體現(xiàn)在了城市中，在農(nóng)村很少有智能的東西，因此束縛了農(nóng)民的勞動(dòng)力，農(nóng)村也需要智能也需要改革。以前農(nóng)民種植都是需要農(nóng)民自己澆灌，很費(fèi)時(shí)間和資源，農(nóng)民也不能經(jīng)常外出打工，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)智能化低，需要很多的勞動(dòng)力，所以在這種矛盾中我們開始了智能抽水灌溉系統(tǒng)，目的就是解放農(nóng)民的雙手，讓他們有更多的時(shí)間可以外出務(wù)工，增加家庭收入。智能抽水灌溉系統(tǒng)是用51單片機(jī)為核心控制的，YL-69是一個(gè)傳感器就是把土壤濕度信息傳給單片機(jī)的，LCD1602是把數(shù)據(jù)讀出來讓人們可以直觀的看到，蜂鳴器是一個(gè)喇叭有發(fā)出聲音的作用。使用YL-69把濕度信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)來處理傳輸來的信息，判斷怎么執(zhí)行，然后將執(zhí)行的信號(hào)發(fā)給各個(gè)控制器，這就完成了一個(gè)系統(tǒng)的功能了。關(guān)鍵詞：澆灌；YL-69；濕度；AT89C51單片機(jī)；水泵；LCD1602ABSTRACTIntoday'srapidlychangingworld,inwelearnedaboutthehistory,thefirstindustrialrevolution,thesecondindustrialrevolution,everyrevolutionmeansthepromotionoftechnology,liberatingthepeople'shands,throughouthistory,wewillfindthat,scienceandtechnologyisthesourceofpromotingthedevelopmentofall,thedesireofthepeopleandpromotethedevelopmentofscienceandtechnology,peoplenoweattolive,becomemoreandmoreintelligentmeansofalllife'sintelligent,nowpeoplehavebegantopursuethesmartliving,smartmostisreflectedinthecities,inruralareasisrarelyasmartthingsandsoshackledthelaboroffarmers,ruralareasneedasmartalsoneedsreform.Beforefarmersarefarmersandpouryourself,itcoststimeandresources,farmerscan'toftengoouttowork,becauseofthelowintelligentagriculture,requiresalotoflaborforce,sointhiscontradictionwebeganintelligentpumpingirrigationsystem,purposeistoliberatetheirhands,letthemhavemoretimetomigrantworkers,increasetheincomeofthefamily.Intelligentpumpingirrigationsystemiswith51single-chipmicrocomputerasthecorecontrol,YL-69isasensoristhesoilmoistureinformationtosinglechip,LCD1602istoreadoutthedatasothatpeoplecanseeintuitively,thebuzzerisahornsoundeffect.UseYL_69tothehumidityinformationtothemicrocontroller,themicrocontrollertoprocessthetransmissionofinformation,tojudgehowtoperform,andthenthesignaltoeachcontroller,whichcompletesthefunctionofasystem.Keywords:YL-69;humidity;AT89C51MCU;waterpump;LCD16目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 IABSTRACT II第一章緒論 2課題介紹及發(fā)展趨勢(shì) 2\o"CurrentDocument"課題設(shè)計(jì)要求 3第2章方案設(shè)計(jì)與論證 4系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 4\o"CurrentDocument"系統(tǒng)方案論證 4\o"CurrentDocument"第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及電路圖 6\o"CurrentDocument"核心器件模塊及主要引腳說明 7\o"CurrentDocument"液晶顯示模塊 7\o"CurrentDocument"AT89C51復(fù)位電路模塊 9\o"CurrentDocument"YL-69土壤濕度傳感器 11\o"CurrentDocument"ADC0832功能特點(diǎn)及引腳 11\o"CurrentDocument"繼電器 12\o"CurrentDocument"蜂鳴器及按鍵 13\o"CurrentDocument"第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 15\o"CurrentDocument"主界面控制流程 15\o"CurrentDocument"液晶顯示程序 16時(shí)鐘芯片程序 19按鍵程序 22第5章仿真與調(diào)試 25軟件調(diào)試 25仿真結(jié)果 26結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29附錄 30致謝 31第一章緒論課題介紹及發(fā)展趨勢(shì)伴隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，及電子行業(yè)科學(xué)的飛速崛起，單片機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)是常見了，人們對(duì)于單片機(jī)的使用都非常的熟悉的了，但卻鮮有人知它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及工作的原理。因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)是智能抽水灌溉的系統(tǒng)的核心處理器，可以通過它檢測(cè)溫度和濕度進(jìn)而來做出判斷是否抽水灌溉，達(dá)到智能的效果。另外外界的溫度和土壤的濕度可由LCD1602讀出來。而且可以鍵盤實(shí)現(xiàn)土壤水分的最大值和最小值的更改，最后蜂鳴器用作對(duì)外的報(bào)警信號(hào)。種植業(yè)是從古至今一直延續(xù)的最古老的，是生存的基礎(chǔ)，。種植業(yè)的改革長遠(yuǎn)來看重中之重，首先是用水，其次是技術(shù)。從古老農(nóng)業(yè)向科技農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，由散點(diǎn)種植向集群種植的轉(zhuǎn)變，前提是一定要科技的支持科技在種植業(yè)的巨大變革，再來一次技術(shù)革命。種植灌水體系科技水平較低是阻止我們國家效率種植業(yè)的發(fā)展的最根本原因。古老的大水灌溉模式科技度低，總體上就是以人工操作為主，人們的控制能力不行，更好的提高灌水效率，減少勞動(dòng)的時(shí)間和節(jié)省水資源，一定要大力的提高智能抽水系統(tǒng)的發(fā)展。當(dāng)代智能控制器是一種有效的方法和技術(shù)對(duì)于智能灌溉系統(tǒng)田間管理，可以提高對(duì)水灌溉的高精度，有助于灌水過程中的科學(xué)化種植。一方面能最大限度的節(jié)省人們的勞動(dòng)，最主要是由于它能精準(zhǔn)、時(shí)空、給定量的、效率地給農(nóng)作物智能補(bǔ)充水分，為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)值、重量，節(jié)約水、環(huán)保。當(dāng)代灌溉技術(shù)的研究使用在我國種植業(yè)、林業(yè)不多，與世界發(fā)達(dá)國家比較，有非常大的差距，都處于人工操作上，束縛勞動(dòng)力［1。更重要的是農(nóng)作物的需求有時(shí)候根本滿足不了，從而會(huì)影響到農(nóng)作物的正常規(guī)律生長；另外灌溉量太大，土壤中的肥水流走，從而造成能源的浪費(fèi)。并且古老的灌水還要農(nóng)業(yè)技術(shù)員時(shí)時(shí)刻刻的盯著作物生長并且指導(dǎo)生產(chǎn)，勞動(dòng)付出大于生產(chǎn)匯報(bào)，在這個(gè)方面不能滿足于當(dāng)代農(nóng)業(yè)的提升、高效率化方向發(fā)展的要求。再次我國高價(jià)購買國外的先進(jìn)技術(shù)來彌補(bǔ)我國的技術(shù)不足，多數(shù)用于種植業(yè)的示范區(qū)、科研地方，并且不符合我國本土的土壤特點(diǎn)。我國本身的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的鉆研和普及于大眾，還處于最開始階段，我國科研我們的、系統(tǒng)體系功能強(qiáng)且具有很強(qiáng)擴(kuò)展性的，由我國生產(chǎn)的智能抽水灌溉器，是刻不容緩的。伴隨著微型處理器和傳感器硬件的高速的發(fā)展，人們普遍的都能接受這種高科技產(chǎn)品的價(jià)格，同時(shí)性能日益提高。綜上，可以發(fā)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)改造古老農(nóng)業(yè)是可行的，是刻不容緩的。能夠?qū)⒏呖萍纪度氲睫r(nóng)業(yè)灌溉里面，這將是我國農(nóng)業(yè)甚至經(jīng)濟(jì)未來發(fā)展的方向。課題設(shè)計(jì)要求能夠?qū)崿F(xiàn)基于單片機(jī)與LY-69芯片聯(lián)合控制的LCD1602顯示濕度，并能由單片機(jī)控制外圍電路中的抽水機(jī)澆水。完成硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)⑵。主要工作制作基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)：(1)系統(tǒng)的原理圖的分析和設(shè)計(jì)；(2)元器件的選擇；(3)程序的編寫；(4)制作和調(diào)試實(shí)物?；疽笤撝悄艹樗喔认到y(tǒng)基本功能應(yīng)該包括有準(zhǔn)確檢測(cè)濕度，檢測(cè)范圍為0-99，能夠以數(shù)字的方式在LCD上顯示當(dāng)前的外界濕度，人工自行設(shè)置的最小值濕度和最大值濕度，以英文字母加上數(shù)字的形式進(jìn)行讀出，同時(shí)能使用按鍵對(duì)最小值和最大值進(jìn)行校準(zhǔn)功能，此外就是智能系統(tǒng)具有恢復(fù)出廠設(shè)置功能，并能智能的低于最小值濕度時(shí)報(bào)警。這個(gè)設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，在LCD1602顯示器上顯示目前的測(cè)試土壤的濕度，而且用戶可以通過按鍵來設(shè)置能是抽水機(jī)工作停止的邊界值⑶。使用LCD1602作為輸出信號(hào)的顯示器。顯示格式為：最上面顯示出來濕度，最下面顯示人工設(shè)置的最小值濕度和最大值濕度。四開關(guān)鍵，分別為：K1濕度顯示、K2復(fù)位、K3濕度加、K4濕度減。運(yùn)行后，先設(shè)置最大濕度值，再設(shè)置濕度最小值，再按K1開始運(yùn)行系統(tǒng)。程序執(zhí)行后系統(tǒng)默認(rèn)開始工作，默認(rèn)濕度上限值為40%，下限為20%，當(dāng)前濕度低于最小值時(shí)，蜂鳴器響起報(bào)警并抽水；當(dāng)土壤濕度達(dá)到了植物生長所需要的水分時(shí)候，抽水機(jī)就可以停止工作了。第2章方案設(shè)計(jì)與論證系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路當(dāng)下的中國大部分的農(nóng)業(yè)種植中都是使用人工大水灌溉，這種灌水的的特點(diǎn)是連續(xù)的、不停止的。選取這種灌溉系統(tǒng)僅僅只能保證植物作物不會(huì)缺水而死，相反呢，這種灌溉對(duì)作物來說并不是最好的成長環(huán)境，浪費(fèi)了水資源又無法使作物健康成長。為了解決上面問題使農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)得到改善，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套智能抽水灌溉系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是他可以解放勞動(dòng)力，并且還可以更科學(xué)的灌溉，更合理的給植物所需要的水資源，節(jié)約了成本，節(jié)省了能演。本系統(tǒng)是依據(jù)微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)原理，通過采集土壤濕度通過傳感器收集信號(hào)，然后通過人為按鍵來調(diào)整濕度最大值最小值，YL-69土壤傳感器將土壤中的濕度變成電信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)的處理中心接受信號(hào)，分析信號(hào)，這樣一個(gè)過程處理器就知道土壤的濕度值了，這時(shí)候處理器又拿這個(gè)值跟人們?cè)O(shè)置的最值比較，小于的時(shí)候開始上水，大于的時(shí)候就停止供水。從而達(dá)到智能抽水灌溉的目的。這次實(shí)驗(yàn)最主要的是要完成下面的幾個(gè)系統(tǒng)：1.利用YL-69來對(duì)土壤濕度進(jìn)行檢測(cè)；2.用LCD作為輸出信號(hào)顯示。3.在對(duì)最值設(shè)置的時(shí)候要問這方面的專家，確定好了最值在設(shè)置最值；4.用單片機(jī)作為最后的核心處理，計(jì)算出需不需要開啟水泵灌溉。硬件和軟件組成了這個(gè)系統(tǒng)，硬件部分又分為單片機(jī)接受到信號(hào)信息，然后做出類似于人類大腦的判斷、信號(hào)LCD的輸出、種植地的土壤水分計(jì)算、最值得輸入、是否開啟水泵、蜂鳴器響六大模塊。核心AT89C51相當(dāng)于大腦級(jí)別的信號(hào)分析功能；YL-69土壤的濕度檢測(cè)器；按鍵對(duì)濕度最值的輸入；顯示模塊是輸出傳感器傳送來的信息即土壤濕度及設(shè)置的最大最下濕度值；水泵和蜂鳴器用來接收單片機(jī)發(fā)來的命令題軟件結(jié)構(gòu)與硬件配置相適應(yīng)，本系統(tǒng)很靈活方便，有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，能隨時(shí)更改濕度的最大最小值；另外本系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)計(jì)的時(shí)候，將軟件部分和硬件部分實(shí)時(shí)交互性。系統(tǒng)方案論證本設(shè)計(jì)主要討論了，對(duì)實(shí)現(xiàn)LED屏顯示的智能抽水灌溉系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)和軟件部分設(shè)計(jì)，以及實(shí)現(xiàn)LED屏的顯示，濕度的檢測(cè)傳輸，下面介紹本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需器件以及最優(yōu)選擇。芯片的選擇微型處理器單片機(jī)的選擇：對(duì)于單片機(jī)最優(yōu)選擇，假設(shè)采用8031的系列，因?yàn)閮?nèi)部沒RAM,恰恰本系統(tǒng)需要一塊兒存儲(chǔ)空間，所以不可用；那么51系列的ROM為4K足夠，因此設(shè)計(jì)上采用AT89C51單片機(jī)芯片。A/D轉(zhuǎn)換：人口。0812雙通及8位分辨率。LCD屏的選擇：用來輸出信號(hào)顯示土壤濕度值。LCD1600是最好的選擇性價(jià)比高。按鍵控制單個(gè)復(fù)位開關(guān)價(jià)格便宜實(shí)用價(jià)值高做成按鍵。本系統(tǒng)要四個(gè)按鈕，恢復(fù)按鈕、設(shè)置按鈕、增按鈕、減按鈕。四個(gè)鍵：K1、K2、K3、K4功能下列：K1：系統(tǒng)恢復(fù)按鍵；長2：設(shè)置初值鍵；K3：數(shù)值加；4K：數(shù)值減。啟動(dòng)電源開始，開始時(shí)首先按K2初值的設(shè)置，再次點(diǎn)確認(rèn)，點(diǎn)K3加溫度值，點(diǎn)K4減溫度值，按K1恢復(fù)初值，默認(rèn)初值最大40%，最小20%15。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及電路圖通過大學(xué)期間學(xué)習(xí)，在課堂中學(xué)習(xí)的單片機(jī)主要以。51為主，平常的練習(xí)多以匯編為主，單片機(jī)就是微型處理器，國外發(fā)明的。它的集成高、個(gè)小、便宜、用電量低等許多優(yōu)點(diǎn)所以被廣泛的應(yīng)用［61本系統(tǒng)采用C51單片機(jī)，系統(tǒng)的核心電路模塊有幾個(gè)大部分，根據(jù)上面介紹由，微處理器模塊、信號(hào)輸出顯示模塊、采集信息模塊、按鍵模塊等外圍電路組成。模塊圖電路模塊圖的聯(lián)系如圖所示:晶振〃匚力單片機(jī)AT圖電路模塊圖的聯(lián)系如圖所示:晶振〃匚力單片機(jī)AT89c5"nLCD1600數(shù)值調(diào)恢復(fù)出仁息采EHIB!系統(tǒng)的總電路圖如下圖電源按E1卷it!；&也相談水梨疏水上賊檢篇EHIB!系統(tǒng)的總電路圖如下圖電源按E1卷it!；&也相談水梨疏水上賊檢篇H花澧輸兒時(shí)仲八口料拽圖電路模塊圖核心器件模塊及主要引腳說明AT89C51實(shí)物如圖所示：圖AT89C51實(shí)物它的集成高、個(gè)小、便宜、用電量低等許多優(yōu)點(diǎn)所以被廣泛的應(yīng)用。AT89C51的引腳圖如圖所示［7：+JPI,□匚=1VCL+JPI,□匚=1VCLHL.1匚二1FD.口FI,2匚5Ffl,1PL.3Gz?P0.2P1,4E=Pfi.：!PL.三CnRO.]PI-h匚nPagPL.7==1PCl6K-HT/A'iiiC二磬7F3.0布看）1匚=1ES/'Vrr匚ziAlr：/PK(KiF3.2/INTO匚=lFS^iKI.Li/IM'I匚=3尸乙才P-.I/T0匚V,：i.S/'J'LCnPZ.Bw，呵已n*4P：i.7/l?i>匚=i也」XT.'XI.^匚=iH：t.：!XUI.LC□此一］5，&c=□F小）KST匚1□Yri-P"u」R和匚2 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XfAJJU5.0163PL4P3.3/rjTOd6rj?■nPI.：1+J P；l.-/LX'I1匚76143PL2P：l.1Tf)匚H8I?□Pl.1MIMF；.j門1d9 12□KI.GM)qH.) 1I□H：i.7+J87LPC64,的引肺C751>131%牌8X719<752)，鴕4腳*也,,此1,縱川腳等等圖AT89C51引腳P0□:全部用作在LCD屏的顯示。XTAL1、XTAL2：這兩個(gè)□為晶振信號(hào)傳輸口。RST：這個(gè)口是給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號(hào)。P1□:這個(gè)口是用作數(shù)據(jù)輸入輸出口。液晶顯示模塊LCD的原理很簡單，通過亮智能抽水灌溉系統(tǒng)用的是LCD1602屏輸出的信息，光與暗來顯示的，這樣的輸出信息穩(wěn)定，人們也估計(jì)看不到量點(diǎn)的閃爍問題，這樣更對(duì)人眼不會(huì)有損傷作用，價(jià)格也可以讓平常人買的起，所以是最好的選擇［8。LCDLCD的原理很簡單，通過亮LCD1圖LCD1602液晶顯示原理這里我們講解顯示技術(shù)，液晶有兩塊玻璃，大概有1mm厚，與此同時(shí)，中間有特殊材料間隔開了。我們都知道液晶它自己是不發(fā)光的對(duì)吧，那么為了達(dá)到發(fā)光的目的我們?cè)谂赃叞惭b有燈管，并且呢在后面我們還有個(gè)特殊發(fā)光的板子和反射板，特殊發(fā)光板是有熒光材料制作的可以發(fā)光。背板光線在穿過第一層偏振過濾到包含無數(shù)的液晶微滴的液晶層。LCD中的液滴都被包含在單元中，一個(gè)或多個(gè)第一個(gè)構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。還有透明的材料夾在在玻璃板與液晶材料之間，這種透明材料有行和列，行和列的匯合點(diǎn)，LCD的旋光可以有電壓控制，當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)律的折射，然后進(jìn)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。LCD1602特性①+5V電壓，對(duì)比度可調(diào)；②內(nèi)含復(fù)位電路；③提供各種控制命令；④有八十字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；⑤內(nèi)建字符發(fā)生器；⑥個(gè)可由用戶自定義的5x7的字符發(fā)生器CGRAM。LCD1602管腳功能LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，如圖所示，其中:LCD1LM016LLCD1602引腳圖第1腳：VSS為電源地；第2腳：VDD接5V電源正極；第3腳：丫0是用來弄對(duì)比度的；第4腳：RS選擇指令和數(shù)據(jù)，由電平選擇，高為數(shù)據(jù)；低為指令。第5腳：R/W很明顯為READ和WRITE，讀和寫高為讀低為寫；第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端;第7?14腳：DB0?DB7為8位雙向數(shù)據(jù)端；第15?16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。AT89C51復(fù)位電路模塊RST端口是本系統(tǒng)中AT89C51單片機(jī)的復(fù)位端，當(dāng)我們啟動(dòng)單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行工作的時(shí)候，時(shí)鐘電路就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)作，如果在運(yùn)行單片機(jī)時(shí)有大于2個(gè)周期的高水平存在，和RST輸入端口的單片機(jī)，這個(gè)時(shí)候就復(fù)位，并運(yùn)行該程序?qū)念^開始。還有一種能夠進(jìn)行復(fù)位的方法，那就是利用定時(shí)計(jì)數(shù)器，進(jìn)行定時(shí)復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位，程序計(jì)數(shù)器「0為0000H，中央處理器將從源頭開始運(yùn)行，在外圍電路的設(shè)置，我們連接到電源。整個(gè)系統(tǒng)就等于再復(fù)位，還有就是有一個(gè)復(fù)位按鈕可以設(shè)置復(fù)位［9。如圖所示，圖中描述了一個(gè)很簡單的復(fù)位的電路原理。當(dāng)通電一剎那，由于電容的延時(shí)特性，使得電容兩個(gè)電片之間的電壓不能夠迅速發(fā)生變化，所以單片機(jī)RST為“1”，電容充電過程，RST引腳的電壓會(huì)逐漸下降，到了圖所示的t1時(shí)刻，單片機(jī)復(fù)位端的電壓降到了的水平，隨著充電的繼續(xù)，電容將會(huì)被充滿電，那么復(fù)位端口的電壓最終將會(huì)變成0。如圖所示的是復(fù)位端口電平的變化圖。如果要單片機(jī)重啟，就需要有兩個(gè)機(jī)械周期時(shí)間存在“1”，在單片機(jī)中，機(jī)器所用的頻率是由所給的外圍的晶振提供的，圖中，所使用的電阻不能過小，一般使用的電阻值是。；可以通過電阻區(qū)和其頻率千的數(shù)值算出C3電容的大小。圖上電復(fù)位電路 圖RST引腳電壓-時(shí)間關(guān)系 圖組合復(fù)位電路如圖中所顯示的，電阻R2一般設(shè)置得比較小，很多時(shí)候都是十幾歐姆，由于R2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R1，而我們的電壓VR端與電源基本相同，使得復(fù)位引腳的電壓被設(shè)置成了高電平，松開復(fù)位鍵后，過程和我們重啟是一樣的。在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了使單片機(jī)復(fù)位時(shí)，需要穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)外，并在第一連接微控制器。這種方法，有利于穩(wěn)定設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，也提高了系統(tǒng)壽命。當(dāng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中需要多個(gè)復(fù)位的芯片的時(shí)候，我們選擇的復(fù)位芯片，如果它的匹配性合理，可以將他們直接接在單片機(jī)上，所以盡量選這種芯片更簡單。詳情如圖所示，而圖表示的是74HCl4施密特電路的原理圖[10]監(jiān)控電路和復(fù)位電路。這樣的集成電路不僅能夠提供可靠性高的復(fù)位信號(hào)，還具備有監(jiān)制、看門狗功能。復(fù)位后，ALE引腳端電平為輸入功能；片上RAM不受影響；P0?P3□的各個(gè)引腳輸出的是高電平，這些端口是用作雙端口，但是是用于輸入的，程序計(jì)數(shù)器指向程序代碼指令的開始位置，因此從程序存儲(chǔ)器0000H位置控制器開始取出一條指令并解析實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)我們的程序出現(xiàn)了死循環(huán)或者有DEBUG時(shí)，我們可以使其重新運(yùn)行。

圖7明64施密特反相器圖7明64施密特反相器74HC14+吟8接愜電平，復(fù)位芯片一R5"YL-69土壤濕度傳感器YL-69器件是一個(gè)小的芯片，用來測(cè)量土壤濕度的傳感器。內(nèi)部是個(gè)電容，收到濕度的影響，濕度影響它的電阻，在地里面的水分發(fā)生變化時(shí)，它的阻止變化從而能產(chǎn)生變化的電信號(hào)，這樣就能將濕度直接轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。它的體積小，價(jià)格很便宜，適合大規(guī)模的生產(chǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用［11］在本智能系統(tǒng)中的電路原理圖如圖。圖與AD轉(zhuǎn)電路圖與AD轉(zhuǎn)電路VCC-WCDS32ADC0832功能特點(diǎn)及引腳人口00832是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。三根線連接了它與單片機(jī)，價(jià)格便宜，用電量低，用在小的智能系統(tǒng)里面很多。ADC0832的分辨率是八位，所以平常的信號(hào)都能模擬出來。由于模數(shù)轉(zhuǎn)換會(huì)不準(zhǔn)確，所以它用了雙數(shù)據(jù)的傳輸，準(zhǔn)確安全，穩(wěn)定。它能自己輸入，這樣單片機(jī)就能同一時(shí)間處理多個(gè)器件。我們用DI端灌入數(shù)據(jù)，這樣可以很簡單。其主要特點(diǎn)如下：(1)8位分辨率，基準(zhǔn)電壓為5V；(2)功耗低僅僅為15mW。(3)5V的電源供電；(4)輸入和輸出電平與CMOS及TTL兼容；(5)輸入模擬信號(hào)的電壓范圍在0到5V之間；(6)在時(shí)鐘頻率為250KHZ時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間是32公；ADC0832有DIP和SOIC兩類，DIP的ADC0832引腳排列如圖所示。各引腳說明如下：(1)CS——片選端，低電平有效。(2)CH0，CH1——兩路模擬信號(hào)的輸入端。(3)DI——數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。(4)DO——數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。(5)CLK 串行時(shí)鐘輸入端。(6)Vcc/REF——電源的輸入和參考電壓輸入。繼電器繼電器其實(shí)就是一種開關(guān)，繼電器工作的原理很簡單，它就是用非常小的電流去控制大的電流，這樣做可以保證安全，還可以遠(yuǎn)程控制，在就是單片機(jī)只能是小電流，所以必須用繼電器做一個(gè)開關(guān)，來關(guān)聯(lián)水泵和單片機(jī)。市面上有很多種繼電器，本智能抽水系統(tǒng)采用的是電磁繼電器，這種繼電器的工作機(jī)制很簡單，電磁顧名思義就是磁鐵相關(guān)了，在它的內(nèi)部有線圈和鐵塊，這就是為

了曾大它的磁力。當(dāng)通電的時(shí)候它內(nèi)部產(chǎn)生磁力，從而把那個(gè)貼片吸引下來，這樣就形成了閉路，這樣被控制的那個(gè)模塊電路就連同了，從而達(dá)到了開啟的作用。斷電磁力消失，鐵片在彈簧的作用下又彈回，斷開。這樣就形成了開閉電路的作用[12]如圖中，三極管基極為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器有磁力2接通，水泵開始工作，1￡口亮起。圖繼電器控制水泵蜂鳴器及按鍵蜂鳴器：蜂鳴器是本系統(tǒng)的報(bào)警器，電路結(jié)構(gòu)如圖：所示。PNP管子通電時(shí)報(bào)警。VCC圖蜂鳴器輸入按鈕模塊：設(shè)計(jì)圖如圖所示。S1恢復(fù)出廠設(shè)置、52設(shè)置濕度最值、S3調(diào)整最值加、S4調(diào)整最值減。圖按鍵電路按鍵模塊按照要求，控制的按鍵為4個(gè)：S1、S2、S3、S4,各個(gè)按鍵的功能如下：S1：復(fù)位按鍵；52：設(shè)置濕度上下限和啟動(dòng)按鍵；S3：濕度值加；S4：濕度值減。啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)時(shí)，可以用S2按鍵來修改系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置的濕度上限值和下限值，首先根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)來設(shè)置值，用S3、54來增加減少。如圖是其電路圖，復(fù)位引腳接S1,S2-S4分別接單片機(jī)的引腳[13]以啟動(dòng)電源開始，S2用來控制要設(shè)置濕度上限值和下限值，即系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，顯示的是系統(tǒng)默認(rèn)的濕度上下限設(shè)置，那按一次S2就可以進(jìn)行濕度上下限的設(shè)置了；按S2開始設(shè)置濕度值，這時(shí)候點(diǎn)S3濕度值增加，S4濕度值減少；設(shè)置好后，我們?cè)冱c(diǎn)S2確認(rèn)，這個(gè)時(shí)候濕度最值就設(shè)置好了，與此同時(shí)智能抽水系統(tǒng)開始運(yùn)行。在實(shí)驗(yàn)土壤的濕度小于我們?cè)O(shè)置的最值時(shí)候，這個(gè)時(shí)候報(bào)警、抽水，相反，大于的時(shí)候停止工作。在兩個(gè)最值之間的時(shí)候停止報(bào)警，但是繼續(xù)抽水。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上面是我們?cè)O(shè)計(jì)的硬件的部分，的確硬件部分很重要，但是軟件部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是本系統(tǒng)的核心，也是非常重要的一個(gè)部分。軟件的編程部分也會(huì)關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及效率。為了讓系統(tǒng)更好的運(yùn)行，穩(wěn)定，我們采用了最為基礎(chǔ)的語言。語言，它具有穩(wěn)定性，軟件我們用Keil軟件。主界面控制流程主界面如圖所示，從程序控制的硬件來看，智能灌溉系統(tǒng)被啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，液晶顯示屏也開始顯示啟動(dòng)，晶振電路在單片機(jī)控制下復(fù)位并工作。1_。口1602顯示屏在最開始的內(nèi)容就是系統(tǒng)默認(rèn)的初始值，還有當(dāng)前土壤的濕度值，這時(shí)候的默認(rèn)值為百分之四十和百分之二十，在最上面的顯示的是傳感器傳回來的濕度值。啟動(dòng)并且有顯示后，可以通過四個(gè)按鍵開始分別進(jìn)行濕度的上限值和下限值以及復(fù)位設(shè)置，通過按鍵的調(diào)整，得到我們所需要的濕度控制范圍，再點(diǎn)擊按鍵中的開始，這樣，灌溉系統(tǒng)就可以啟動(dòng)了。圖是由程序控制的大體流程圖，各模塊的詳細(xì)控制將在講解各模塊時(shí)做詳細(xì)介紹[14]圖程序流程圖液晶顯示程序?qū)τ跁r(shí)鐘的設(shè)計(jì)，我們就是要看到顯示出來的信息；所以在本設(shè)計(jì)中，顯示這一部分是最重要的。在這一部分程序中，主要有：LCD顯示的初始化，讀取數(shù)據(jù)，寫入指令，查狀態(tài)和在指定位置顯示字符等程序。下面我們來介紹關(guān)于LCD1602的地址和指令[15]LCD1602地址W44780內(nèi)置了DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM）、CGROM（字符存儲(chǔ)ROM）和CGRAM（用戶自定義區(qū)人乂）。顯示數(shù)據(jù)就儲(chǔ)存在口口區(qū)人乂中，它來寄存將要顯示的字符代碼。一共80個(gè)字節(jié)，地址與屏幕的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表：表口口區(qū)人乂地址和屏幕的關(guān)系顯示位置1234567……0DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H……7H第二行40H41H42H43H44H45H46H……67H打個(gè)比方要在LCD上面一個(gè)地方顯示“K”我們要輸入命令，在哪個(gè)地方輸入這個(gè)字符就對(duì)了。至于詳細(xì)的寫入我們要在下面講到。在LCD中有四十個(gè)地址，我們用前十六個(gè)滿足了就。應(yīng)見下表:表口口區(qū)人乂地址與顯示位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系1234……13141516第一行00H01H02H03H……0CH0DH0EH0FH第二行40H41H42H43H……4CH4DH4EH4FH在這里我們要強(qiáng)調(diào)一個(gè)注意事項(xiàng)，在顯示中我們?cè)诘谝粋€(gè)位置輸入一個(gè)數(shù)字“2”我們不能直接把“2”輸入進(jìn)去，這樣做是一個(gè)容易出錯(cuò)的，所以我們要拿出來講解下，如果要輸入字，我們要在這個(gè)地址上面加上80H，也就是你想要輸入的地址都要加上80H這樣就能正確的顯示了。

LCD1602指令表LCD1602指令集指令名稱指令編碼指令功能RSR/WDB7?DB0Clear0000000001清除，在DDRAM中寫入20H。光標(biāo)歸位閃爍點(diǎn)歸位000000001x輸入閃爍點(diǎn)移到LCD屏幕的開始輸入模式設(shè)置000001I/Ds用來指定字符移動(dòng)的方向顯示開關(guān)控制0000001DCBLCD屏的顯示、閃爍點(diǎn)顯示/關(guān)閉由CB控制，設(shè)定顯示屏/光標(biāo)移動(dòng)方向000001S/CR/Lxx使光標(biāo)移位或整個(gè)顯示屏移位功能設(shè)定00001DLNFXX數(shù)據(jù)總線的位數(shù)、LCD顯示的行以及字形的設(shè)置CGRAM地址的設(shè)置0001CGRAM的地址設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址設(shè)定DDRAM地址001DDRAM的地址設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的DDRAM的地址讀忙信號(hào)/AC地址01BFAC內(nèi)容讀取忙信號(hào)BF的內(nèi)容，AC地址的內(nèi)容寫入數(shù)據(jù)10在CGRAM中寫入數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)11讀出DDRAM或CGRAM中的內(nèi)容指令如表想要看到什么樣的信息，就輸入對(duì)應(yīng)的指令，上表說了十一條指令:1602液晶的操作有4種：①狀態(tài)讀操作——輸入：RS=0、區(qū)小二1、￡二1,輸出：口80?DB7的狀態(tài)字；②數(shù)據(jù)讀操作——輸入：區(qū)5=1、區(qū)/亞二1、￡二1,輸出：DB0?口87的數(shù)據(jù)；③指令寫操作一一輸入：RS=0、R/W=0、￡=1,輸出：無；④數(shù)據(jù)寫操作——輸入：RS=1、R/W=1、￡=1,輸出：無。LCD1602字符集在LCD顯示屏的內(nèi)部有個(gè)儲(chǔ)存器(記憶器)，在這個(gè)記憶器可以生產(chǎn)出字符，這些字符可以輸出一個(gè)圖，大致的目標(biāo)就是下面這樣的：阿拉伯?dāng)?shù)字，字母、包括大小寫和符號(hào)每個(gè)字符能夠針對(duì)一段代碼，打比方一個(gè)字母0對(duì)應(yīng)43H，這個(gè)就是用十六進(jìn)制來表示的，最后的顯示就是把對(duì)應(yīng)的地址中的數(shù)據(jù)拿出來就會(huì)顯示在LCD屏上了。這個(gè)對(duì)應(yīng)是由ASCII碼識(shí)別的，只能夠用它來識(shí)別，所以在設(shè)計(jì)中我們用的都會(huì)被轉(zhuǎn)化成ASCII碼，ASCII可以直接顯示，也可以由LCD內(nèi)部的記憶器轉(zhuǎn)換，這個(gè)過程不需要我們?nèi)藶榈娜マD(zhuǎn)換。LCD1602程序那么我們簡單說下LCD的初始化和在一個(gè)固定地方顯示字符；初始化的流程圖如圖所示：包括液晶顯示開始啟動(dòng)，顯示模式設(shè)置初始化，關(guān)閉顯示，清屏顯示，顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置，顯示開以及光標(biāo)設(shè)置、退出等。開始顯示模式設(shè)置關(guān)閉顯示清屏顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置顯示開及光標(biāo)設(shè)置T結(jié)束圖液晶初始化流程圖LCD屏的初始化是有關(guān)顯示器的機(jī)制，和原理的相關(guān)操作。我就不多說了。下面是在一個(gè)固定位置顯示的代碼，如下：voidDLC(ucharX,ucharY,ucharcode*DData)(ucharListLength,j;ListLength=strlen(DData)；Y&二0x1;X&=0xF；

mt?ai.P3raaftxi：nw工叫貫電mi用力riwiu槿t產(chǎn)■一鍵還按下讀取2字節(jié)數(shù)