基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)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XX學(xué)號(hào)0000000000系、年級(jí)專業(yè)XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX指導(dǎo)教師SDWDSDSDDDSD職稱WDS2023年5月18日摘要當(dāng)今世界日新月異，在我們學(xué)過(guò)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)一切開(kāi)展的根源，人們的欲望又推動(dòng)著科技的開(kāi)展，現(xiàn)在人們吃喝住行，愈來(lái)愈智能化，意味著生活一切的智能，現(xiàn)在人們已經(jīng)開(kāi)始追求智能的生活了，智能最多的是表達(dá)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(kāi)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(lái)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(lái)處理傳輸來(lái)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"1-2"\h\z\u摘要IABSTRACTII第一章緒論21.1課題介紹及開(kāi)展趨勢(shì)21.2課題設(shè)計(jì)要求3第2章方案設(shè)計(jì)與論證42.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路42.2系統(tǒng)方案論證4第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及電路圖63.1核心器件模塊及主要引腳說(shuō)明73.2液晶顯示模塊73.3AT89C51復(fù)位電路模塊93.4YL-69土壤濕度傳感器113.5ADC0832功能特點(diǎn)及引腳113.6繼電器123.7蜂鳴器及按鍵13第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1主界面控制流程154.2液晶顯示程序164.3時(shí)鐘芯片程序194.4按鍵程序22第5章仿真與調(diào)試255.1軟件調(diào)試255.2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1.1課題介紹及開(kāi)展趨勢(shì)伴隨著現(xiàn)代科技的開(kāi)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(jiàn)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(guò)它檢測(cè)溫度和濕度進(jìn)而來(lái)做出判斷是否抽水灌溉，到達(dá)智能的效果。另外外界的溫度和土壤的濕度可由LCD1602讀出來(lái)。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，是生存的根底，。種植業(yè)的改革長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(lái)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(guó)家效率種植業(yè)的開(kāi)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)的開(kāi)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(guò)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(guó)種植業(yè)、林業(yè)不多，與世界興旺國(guó)家比擬，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(zhǎng)；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(zhǎng)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、高效率化方向開(kāi)展的要求。再次我國(guó)高價(jià)購(gòu)置國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)我國(guó)的技術(shù)缺乏，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(guó)外鄉(xiāng)的土壤特點(diǎn)。我國(guó)本身的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的鉆研和普及于群眾，還處于最開(kāi)始階段，我國(guó)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(guó)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開(kāi)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(guó)農(nóng)業(yè)甚至經(jīng)濟(jì)未來(lái)開(kāi)展的方向。1.2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)[2]。主要工作制作基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)：系統(tǒng)的原理圖的分析和設(shè)計(jì)；元器件的選擇；程序的編寫；制作和調(diào)試實(shí)物。1.2.2根本要求該智能抽水灌溉系統(tǒng)根本功能應(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(guò)按鍵來(lái)設(shè)置能是抽水機(jī)工作停止的邊界值[3]。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(lái)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(kāi)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(kāi)始運(yùn)行系統(tǒng)。程序執(zhí)行后系統(tǒng)默認(rèn)開(kāi)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)土壤濕度到達(dá)了植物生長(zhǎng)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2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路當(dāng)下的中國(guó)大局部的農(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(lái)說(shuō)并不是最好的成長(zhǎng)環(huán)境，浪費(fèi)了水資源又無(wú)法使作物健康成長(zhǎng)。為了解決上面問(wèn)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)約了本錢，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(guò)采集土壤濕度通過(guò)傳感器收集信號(hào)，然后通過(guò)人為按鍵來(lái)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(guò)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)置的最值比擬，小于的時(shí)候開(kāi)始上水，大于的時(shí)候就停止供水。從而到達(dá)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(lái)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(wèn)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(kāi)啟水泵灌溉。硬件和軟件組成了這個(gè)系統(tǒng)，硬件局部又分為單片機(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(kāi)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(lái)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(lái)接收單片機(jī)發(fā)來(lái)的命令[4]。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，將軟件局部和硬件局部實(shí)時(shí)交互性。2.2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)的硬件局部設(shè)計(jì)和軟件局部設(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。2.2.1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(méi)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：ADC0812雙通及8位分辨率。LCD屏的選擇：用來(lái)輸出信號(hào)顯示土壤濕度值。LCD1600是最好的選擇性價(jià)比高。2.2.2按鍵控制單個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)價(jià)格廉價(jià)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功能以下：K1：系統(tǒng)恢復(fù)按鍵；K2：設(shè)置初值鍵；K3：數(shù)值加；4K：數(shù)值減。啟動(dòng)電源開(kāi)始，開(kāi)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%[5]。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及電路圖通過(guò)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C51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(guó)外創(chuàng)造的。它的集成高、個(gè)小、廉價(jià)、用電量低等許多優(yōu)點(diǎn)所以被廣泛的應(yīng)用[6]。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)大局部，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。模塊的聯(lián)系如圖3.1所示：圖3.1電路模塊圖系統(tǒng)的總電路圖如以下圖3.2圖3.2電路模塊圖3.1核心器件模塊及主要引腳說(shuō)明AT89C51實(shí)物如圖3.3所示：圖3.3AT89C51實(shí)物它的集成高、個(gè)小、廉價(jià)、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3.4所示[7]：圖3.4AT89C51引腳P0口：全部用作在LCD屏的顯示。XTAL1、XTAL2：這兩個(gè)口為晶振信號(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口：這個(gè)口是用作數(shù)據(jù)輸入輸出口。3.2液晶顯示模塊智能抽水灌溉系統(tǒng)用的是LCD1602屏輸出的信息，LCD的原理很簡(jiǎn)單，通過(guò)亮光與暗來(lái)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(wèn)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]。LCD的電路如圖3.5所示：圖3.5LCD16023.2.1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(kāi)了。我們都知道液晶它自己是不發(fā)光的對(duì)吧，那么為了到達(dá)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(guò)第一層偏振過(guò)濾到包含無(wú)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，行和列的集合點(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(guò)第二層過(guò)濾層的過(guò)濾在屏幕上顯示出來(lái)。3.2.2LCD1602特性①+5V電壓，比照度可調(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5×7的字符發(fā)生器CGRAM。3.2.3LCD1602管腳功能LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，如圖3.6所示，其中：圖3.6LCD1602引腳圖第1腳：VSS為電源地；第2腳：VDD接5V電源正極；第3腳：V0是用來(lái)弄比照度的；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。3.3AT89C51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(kāi)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PC為0000H，中央處理器將從源頭開(kāi)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?gòu)?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3.7所示，圖中描述了一個(gè)很簡(jiǎn)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(guò)程，RST引腳的電壓會(huì)逐漸下降，到了圖3.8所示的t1時(shí)刻，單片機(jī)復(fù)位端的電壓降到了3.6V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3.8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3.7中，所使用的電阻不能過(guò)小，一般使用的電阻值是8.2kΩ；可以通過(guò)電阻R和其頻率f的數(shù)值算出C3電容的大小。圖3.7RC上電復(fù)位電路圖3.8RST引腳電壓-時(shí)間關(guān)系圖3.9組合復(fù)位電路如圖3.9中所顯示的，電阻R2一般設(shè)置得比擬小，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端與電源根本相同，使得復(fù)位引腳的電壓被設(shè)置成了高電平，松開(kāi)復(fù)位鍵后，過(guò)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(jiǎn)單。詳情如圖3.9所示，而圖3.10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口的各個(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(kāi)始位置，因此從程序存儲(chǔ)器0000H位置控制器開(kāi)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3.1074HCl4施密特反相器3.4YL-69土壤濕度傳感器YL-69器件是一個(gè)小的芯片，用來(lái)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)格很廉價(jià)，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3.11。圖3.11YL-69與AD轉(zhuǎn)電路3.5ADC0832功能特點(diǎn)及引腳ADC0832是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。三根線連接了它與單片機(jī)，價(jià)格廉價(jià)，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(lái)。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)確平安，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(jiǎn)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32us；ADC0832有DIP和SOIC兩類，DIP的ADC0832引腳排列如圖3.12所示。各引腳說(shuō)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。(7)GND——電源地。圖3.12ADC0832引腳圖3.6繼電器繼電器其實(shí)就是一種開(kāi)關(guān)，繼電器工作的原理很簡(jiǎn)單，它就是用非常小的電流去控制大的電流，這樣做可以保證平安，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(kāi)關(guān)，來(lái)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(jiǎn)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(lái)，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，從而到達(dá)了開(kāi)啟的作用。斷電磁力消失，鐵片在彈簧的作用下又彈回，斷開(kāi)。這樣就形成了開(kāi)閉電路的作用[12]。如圖3.13中，三極管基極為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器有磁力K1接通，水泵開(kāi)始工作，LED亮起。圖3.13繼電器控制水泵3.7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：3.14所示。PNP管子通電時(shí)報(bào)警。圖3.14蜂鳴器輸入按鈕模塊：設(shè)計(jì)圖如圖3.15所示。S1恢復(fù)出廠設(shè)置、S2設(shè)置濕度最值、S3調(diào)整最值加、S4調(diào)整最值減。圖3.15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；S2：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(lái)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(lái)設(shè)置值，用S3、S4來(lái)增加減少。如圖4.12是其電路圖，復(fù)位引腳接S1，S2-S4分別接單片機(jī)的P3.0-P3.2引腳[13]。以啟動(dòng)電源開(kāi)始，S2用來(lái)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(kāi)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(kāi)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)的硬件的局部，確實(shí)硬件局部很重要，但是軟件局部的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是本系統(tǒng)的核心，也是非常重要的一個(gè)局部。軟件的編程局部也會(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，我們采用了最為根底的語(yǔ)言C語(yǔ)言，它具有穩(wěn)定性，軟件我們用Keil軟件。4.1主界面控制流程主界面如圖4.1所示，從程序控制的硬件來(lái)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(kāi)始顯示啟動(dòng)，晶振電路在單片機(jī)控制下復(fù)位并工作。LCD1602顯示屏在最開(kāi)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(lái)的濕度值。啟動(dòng)并且有顯示后，可以通過(guò)四個(gè)按鍵開(kāi)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(guò)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(kāi)始，這樣，灌溉系統(tǒng)就可以啟動(dòng)了。圖4.1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4.1程序流程圖4.2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(lái)的信息；所以在本設(shè)計(jì)中，顯示這一局部是最重要的。在這一局部程序中，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(lái)介紹關(guān)于LCD1602的地址和指令[15]。4.2.1LCD1602地址HD44780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RAM〕。顯示數(shù)據(jù)就儲(chǔ)存在DDRAM中，它來(lái)存放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(jiàn)下表4.1：表4.1DDRAM地址和屏幕的關(guān)系顯示位置1234567……40DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H……27H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(jiàn)下表4.2：表4.2DDRAM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)考前須知，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(lái)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。4.2.2LCD1602指令表4.3LCD1602指令集指令名稱指令編碼指令功能RSR/WDB7～DB0Clear0000000001去除，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(kāi)始輸入模式設(shè)置000001I/Ds用來(lái)指定字符移動(dòng)的方向顯示開(kāi)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00001DLNFX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4.3想要看到什么樣的信息，就輸入對(duì)應(yīng)的指令，上表說(shuō)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、R/W=1、E=1，輸出：DB0～DB7的狀態(tài)字；②數(shù)據(jù)讀操作——輸入：RS=1、R/W=1、E=1，輸出：DB0～DB7的數(shù)據(jù)；③指令寫操作——輸入：RS=0、R/W=0、E=1，輸出：無(wú)；④數(shù)據(jù)寫操作——輸入：RS=1、R/W=1、E=1，輸出：無(wú)。4.2.3LCD1602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C對(duì)應(yīng)43H，這個(gè)就是用十六進(jìn)制來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)程不需要我們?nèi)藶榈娜マD(zhuǎn)換。4.2.4LCD1602程序那么我們簡(jiǎn)單說(shuō)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4.2所示：包括液晶顯示開(kāi)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(kāi)以及光標(biāo)設(shè)置、退出等。圖4.2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(shuō)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&=0x1;X&=0xF;//限制X不能大于15，Y不能大于1if(X<=0xF)//X坐標(biāo)應(yīng)小于0xF{for(j=0;j<ListLength;j++) {DOC(X,Y,DData[j]);//顯示單個(gè)字符X++;}}}上面這些代碼，很簡(jiǎn)單主要是在LCD屏上的固定的位置顯示一堆字符；我們可以看到代碼中定義了一個(gè)unchar的變量X，Y他們的值分別小于等于十五，小于等于一，這里他們表示了LCD中顯示的位置，為什么用這樣的限制，這里我們還要看上面對(duì)LCD的介紹，上面說(shuō)了LCD的屏幕大小只有16長(zhǎng)度，2列寬度，所以對(duì)X,Y的值做了這樣的限制。4.3時(shí)鐘芯片程序這里呢首先我們要從DS1302這個(gè)里面讀取它內(nèi)部的信息，給了單片機(jī)，接著呢在LCD的屏中顯示出來(lái)，還有呢就是在它的時(shí)間需要對(duì)準(zhǔn)的時(shí)候，外部按鍵更正時(shí)間，然后在存入芯片里面。4.3.1DS1302控制命令字節(jié)DS1302控制命令字節(jié)結(jié)構(gòu)如表4.4所示：表4.4DS1302控制命令字節(jié)結(jié)構(gòu)765432101A4A3A2A1A0從上面的表中我們需要知道，在這里面第七位字節(jié)，必須是“1〞，因?yàn)楫?dāng)它是“0〞的時(shí)候不能在它里面寫入數(shù)據(jù)，第六位中如果是“0〞那么表示是時(shí)間數(shù)據(jù)，如果是“1〞那么就表示在RAM中存數(shù)據(jù)，其他位是操作單元的地址，最后一個(gè)位置上如果是“0〞那么表示執(zhí)行寫入操作，如果是“1〞那么就讀取操作。4.3.2DS1302的存放器上面一節(jié)中我們介紹了DS1302的控制命令，不同的地址有不同的命令，那么我們想他有這么多功能，肯定內(nèi)部有許多存放器，來(lái)存放這些數(shù)據(jù)，其實(shí)它內(nèi)部有12個(gè)，在這個(gè)存放器中，跟日歷、時(shí)間有關(guān)的存放器最多，他們以BCD碼存入，詳細(xì)的介紹看下面表4.5：表4.5DS1302存放器存放器名命令字取值范圍各位內(nèi)容寫操作讀操作76543210秒80H81H0-59CH10SECSEC分82H83H0-59010MINMIN時(shí)84H85H01-1200-2312/24010/APHRHR日86H87H01-28、2930、310010DATEDATE月88H89H01-1200010MMONTH周8AH8BH01-0700000WEEK年8CH8DH00-9910YEARYEAR有些位我們要單獨(dú)的拿出來(lái)特別的說(shuō)一下：CH：它用來(lái)控制時(shí)鐘的停止和開(kāi)始，它為高電平的時(shí)候振蕩器停止工作，DS1302為低消耗的備份模式，相反，低電平的時(shí)候時(shí)鐘會(huì)啟開(kāi)工作。2/24：用來(lái)控制輸出時(shí)間的方式，有兩種方式12和24，當(dāng)它是1的時(shí)候?yàn)?2小時(shí)制。要特別說(shuō)的是12小時(shí)制下，第五位是上午下午的選擇，1表示下午，0表示上午。24小時(shí)制，第五位是第2個(gè)小時(shí)位二十到二十三。操作說(shuō)明：①第一要寫入數(shù)據(jù)，所以我們要把寫保護(hù)關(guān)閉，并且在日期時(shí)間的存放器中初始化；②然后就可以對(duì)80H、82H、84H、86H、88H、8AH、8CH進(jìn)行初值寫入，另外我們也能在妙存放器中的第七位的CH改成0，這樣DS1302就開(kāi)始工作了；③當(dāng)初值初始化成功后，我們就不需要再進(jìn)行初始化了所以這個(gè)時(shí)候我們需要開(kāi)啟寫入保護(hù)，防止存放器的值被更改；④我們接下來(lái)做的就是不間斷的讀取存放器80H到8CH中的值，然后將他們的格式修改，在LCD屏上面顯示。4.3.3DS1302數(shù)據(jù)傳輸DS1302是通過(guò)I/O串行來(lái)讀寫數(shù)據(jù)的。由于硬件的設(shè)置，它的讀寫數(shù)據(jù)每次不能低于2個(gè)字節(jié)，第一個(gè)位是控制，說(shuō)白了它就是一條命令，它來(lái)指示DS1302對(duì)數(shù)據(jù)怎么處理，是寫進(jìn)還是讀出，并且還告訴對(duì)那個(gè)存放器使用，和操作地址；第二個(gè)位內(nèi)容就是我們要讀寫的具體數(shù)據(jù)。它的具體的時(shí)序以下圖5.3所示：圖4.3DS1302數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)寫入：當(dāng)我們操作的時(shí)候，我們要在這之前做準(zhǔn)備工作，就是把RST設(shè)置為“1〞’，接著，用單片機(jī)控制位的數(shù)字，通過(guò)數(shù)據(jù)口，穩(wěn)定，SCLK為“1〞，DS1302開(kāi)始讀取信息，接著SCLK為“0〞，數(shù)據(jù)口被高水平，一直這樣進(jìn)行，這樣將一個(gè)字節(jié)控制字的八位轉(zhuǎn)給了DS。后面再傳讀數(shù)據(jù)給DS，完成后數(shù)據(jù)傳送后，單片機(jī)RST置“0〞，結(jié)束工作。數(shù)據(jù)取出：數(shù)據(jù)的取出跟數(shù)據(jù)的寫入類似，差不多是個(gè)相反的過(guò)程，SCLK置“1〞DS1302把數(shù)據(jù)傳到IO口里面，SCLK置“0〞數(shù)據(jù)鎖定，這時(shí)候單片機(jī)讀取IO口數(shù)據(jù)。一直這樣進(jìn)行，最后數(shù)據(jù)傳到單片機(jī)。4.4按鍵程序機(jī)械性質(zhì)是一般按鍵都有的性質(zhì)。問(wèn)題在按鍵點(diǎn)下的時(shí)候，不會(huì)很好的連接。還有問(wèn)題是我們按下的時(shí)候來(lái)回彈跳，時(shí)間極快，我們?nèi)梭w感知是不會(huì)體會(huì)到的，但是我們都知道單片機(jī)的運(yùn)行時(shí)上百萬(wàn)次的，所以這個(gè)在我們按下來(lái)回彈跳時(shí)間對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)時(shí)間是極長(zhǎng)的。單片時(shí)機(jī)接受到非常多的上下電流，如果不適當(dāng)控制下，會(huì)影響性能，所以我們做了個(gè)判斷具體流程以下圖4.4所示。開(kāi)始開(kāi)始鍵按下？延時(shí)30ms鍵還按下？讀取鍵值等待釋放圖4.4按鍵流程圖unsignedcharv_readkey_f(void);/////延時(shí)程序{unsignedcharkey;if(P17=0){delay(30);/延時(shí)30msif(P17=0){key=1;while(!P17)/等待釋放}elsekey=0}}4.4.1ADC0832芯片接口程序?yàn)榱四軌蚴剐畔鬏數(shù)酶旌头€(wěn)定，由于C語(yǔ)言的模塊化接口比擬好用，所以，本設(shè)計(jì)利用C語(yǔ)言進(jìn)行接口編程是非常好的。數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置是非?？斓?，其轉(zhuǎn)換時(shí)間一般只有短短的32us，所以A/D轉(zhuǎn)換的周期小，頻率非?？欤@也有利于在一些特定的需要中使用。數(shù)據(jù)是在子程序中被賦予的，屏蔽了外面函數(shù)模塊中的信息，盡量減少了全局變量的使用，因?yàn)槿肿兞吭诟鱾€(gè)模塊函數(shù)中都能夠被使用，在這樣的情況下，如果在一個(gè)子程序中使用了全局變量，又在另外一個(gè)子程序中使用了此全局變量，那變量數(shù)據(jù)就有可能達(dá)不到我們所要的要求，數(shù)據(jù)也有可能被某個(gè)模塊中的函數(shù)破壞掉了，這樣對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)是非常不利的。而如果我們使用的是模塊函數(shù)，并且使用的是局部變量，這樣就可以屏蔽外界的信息，保證本模塊能夠唯一做一件事，不會(huì)對(duì)其他模塊中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，并且在程序運(yùn)行的時(shí)候，動(dòng)態(tài)類的局部變量是存在于棧中的，一旦子程序定義了此類變量，程序才開(kāi)始為此變量分配空間，一旦子程序運(yùn)行完畢，這個(gè)變量所屬的空間會(huì)釋放掉，不再占用內(nèi)存空間，這樣更有利于解決單片機(jī)內(nèi)存缺乏，運(yùn)行速度稍微慢等缺點(diǎn)。此外，模塊化的程序設(shè)計(jì)思想，有利于程序的移植，即當(dāng)我們寫過(guò)一個(gè)程序，下一次要做同樣類似的操作的時(shí)候，可以進(jìn)行代碼復(fù)用，有利于縮短開(kāi)發(fā)的周期，結(jié)余了時(shí)間和本錢。如圖4.5所示的是ADC0832讀取數(shù)據(jù)的流程圖。開(kāi)始開(kāi)始產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)能使芯片輸入通道控制字讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)據(jù)矯正將值送入指定存放器結(jié)束圖4.5ADC0832讀取數(shù)據(jù)流程圖第5章仿真與調(diào)試仿真與調(diào)試，程序我們是用C寫的所以我們用得Keil軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這個(gè)軟件很好用，我們用它進(jìn)行編譯，最后生成可執(zhí)行的文件，然后最后通過(guò)數(shù)據(jù)線的鏈接傳送到單片機(jī)里面，這個(gè)過(guò)程就是平常大家說(shuō)的燒進(jìn)去，在編程中Keil會(huì)給你提示編程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，很方便的更改，這樣我們就有目的更改，最后這個(gè)軟件也能進(jìn)行編譯，編譯成功后我們就可以燒進(jìn)單片機(jī)中[16]。5.1軟件調(diào)試上面是大概的一個(gè)介紹，下面我們做詳細(xì)的講解，當(dāng)我們把程序做好后，我們就需要用數(shù)據(jù)線吧把它傳進(jìn)單片機(jī)中，下面我們來(lái)看看Keil的編程具體操作。5.1.1Keil軟件介紹美國(guó)我們大家都知道，人家的科技是非常興旺的，所以一些先進(jìn)的東西最先一般是由美國(guó)人創(chuàng)造的，Keil也不例外，它是由美國(guó)公司開(kāi)發(fā)的，用來(lái)進(jìn)行C語(yǔ)言與單片機(jī)的編寫，最一開(kāi)始的編程我們都知道那是匯編，枯燥難懂，所以美國(guó)人又開(kāi)展到C，這個(gè)就比匯編更容易學(xué)習(xí)，更容易操作，優(yōu)勢(shì)非常突出。Keil軟件界面如圖5.1所示：圖5.1Keil軟件界面5.1.2程序調(diào)試首先我們需要建立一個(gè)工程，之后新建一個(gè)XX.C文件，把該文件添加到工程中進(jìn)行編譯生成XX.HEX文件。如圖5.2。圖5.2編譯過(guò)程5.2仿真結(jié)果本系統(tǒng)的仿真圖，如圖5.3：圖5.3開(kāi)始運(yùn)行圖5.3中液晶顯示屏所顯示的為系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置的濕度最值，是由程序中默認(rèn)控制顯示的，顯示內(nèi)容為濕度最上限40%，最下限20%,當(dāng)前濕度34.1%。當(dāng)電源掉電或者按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)時(shí)，每次都是顯示此默認(rèn)設(shè)置。圖5.4設(shè)置后運(yùn)行結(jié)果當(dāng)啟動(dòng)電源后，顯示濕度上限值和下限值是系統(tǒng)默認(rèn)的，最上面顯示的是當(dāng)前檢測(cè)到的環(huán)境濕度值。通過(guò)按鍵K2，切換到設(shè)置模式，此時(shí)灌溉系統(tǒng)暫停，轉(zhuǎn)為設(shè)置態(tài)，我們通過(guò)K3來(lái)加濕度的最值，通過(guò)K4來(lái)減濕度的最值，同時(shí)K2鍵也充當(dāng)確實(shí)設(shè)置鍵，如圖5.4所示，經(jīng)過(guò)我們查找資料，最后我們?cè)O(shè)置了濕度的最大值56%，最小值為35%，當(dāng)前環(huán)境濕度值為33%。我們?cè)俅伟聪翶2鍵后，表示設(shè)置完畢，智能抽水灌溉系統(tǒng)繼續(xù)工作。當(dāng)我們?cè)O(shè)置的濕度高于測(cè)試地方的濕度時(shí)，喇叭響起報(bào)警，這個(gè)時(shí)候抽水機(jī)開(kāi)啟了，進(jìn)行灌溉；當(dāng)環(huán)境的濕度位于我們所設(shè)置的濕度上限值和下限值之間時(shí)，蜂鳴器不會(huì)報(bào)警，但是由于沒(méi)有到達(dá)我們所要求的土壤濕度，所以灌溉系統(tǒng)繼續(xù)抽水；當(dāng)我們?cè)O(shè)置的濕度低于測(cè)試地的濕度時(shí)候，這個(gè)時(shí)候澆水到達(dá)要求，抽水機(jī)就停止工作了，整個(gè)系統(tǒng)保持檢測(cè)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)濕度低于上限值，會(huì)對(duì)應(yīng)著做出對(duì)應(yīng)的工作。結(jié)論本論文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的智能抽水灌溉系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)電子學(xué)的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)出來(lái)的，屬于嵌入式系統(tǒng)，是依靠軟件進(jìn)行程序控制的。本系統(tǒng)用的是普遍運(yùn)用的傳感技術(shù)，此技術(shù)在當(dāng)今已經(jīng)很成熟了，利用此傳感技術(shù)，采集到土壤環(huán)境中的濕度值，并將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給作為中央控制器的單片機(jī)，單片機(jī)收到數(shù)據(jù)后，會(huì)對(duì)收集到的土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并實(shí)時(shí)的做出一定的反響，通過(guò)外圍電路控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)局部進(jìn)行合理的控制，到達(dá)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)灌溉的目標(biāo)要求。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)由兩大局部組成：一是通過(guò)LY-69芯片檢測(cè)土壤的濕度，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)處理器，單片機(jī)處理分析數(shù)據(jù)后，會(huì)把結(jié)果寫入到LCD1602中進(jìn)行顯示，二是單片機(jī)收到土壤濕度數(shù)據(jù)后，進(jìn)行分析比照結(jié)構(gòu)，比擬當(dāng)前土壤濕度和我們所要求的濕度，并對(duì)澆灌控制器做出合理的控制。本系統(tǒng)中所使用的YL-6