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文檔簡介
摘要 在人類經(jīng)濟日益發(fā)展的今天,人們的生活水平也逐漸提高,人們不再僅僅追求基本的生活甚至生存,而是更多的追求健康。植物作為人居環(huán)境中必不可少的組成部分,也為人的需求服務(wù)。而花卉更是人們最喜歡的植物類型,花卉可以通過光合作用吸收二氧化碳,凈化室內(nèi)空氣,使空氣清新,某些花卉還有獨特的香氣、特殊的功效,而且有大型花卉和小型花卉,可以在家里的陽臺種植,也可以在工作的桌面種植。但日益發(fā)展的經(jīng)濟必然伴隨著生活節(jié)奏的加快,這就導(dǎo)致了人們常常會在植物需要水分的時候無法給予它們水分,這就會導(dǎo)致花卉的枯萎或死亡。以方便人們給花卉澆水,實現(xiàn)智能澆花,讓人們從繁瑣的澆花工作中解放出來,本文設(shè)計了一種基于STC89C52單片機的智能澆花系統(tǒng),通過傳感器檢測土壤中的濕度,在處理采集到的數(shù)據(jù)后進行期傳輸。濕度傳感器采用精確度較高的YL-69土壤溫濕度傳感器,通過一系列的設(shè)計實現(xiàn),簡單的電路及低價的成本實現(xiàn)智能澆花系統(tǒng)是可行的,進一步可以推廣到蔬菜大棚,園林,草地等的自動澆灌管理。關(guān)鍵詞:YL-69土壤溫濕度傳感器STC89C52APPAbstract Today,withthedevelopmentofhumaneconomy,people'slivingstandardisgraduallyimproved.Peoplenolongeronlypursuebasiclifeorevensurvival,butmorepursuehealth.Asanessentialpartofhumansettlements,plantsalsoservehumanneeds.Flowersarepeople'sfavoriteplanttype.Flowerscanabsorbcarbondioxidethroughphotosynthesis,purifytheindoorair,andmaketheairfresh.Someflowershaveuniquefragranceandspecialefficacy.Moreover,theyhavelargeflowersandsmallflowers,whichcanbeplantedonthebalconyathomeoronthedeskatwork.Butthegrowingeconomyisboundtobeaccompaniedbytheacceleratedpaceoflife,whichleadstopeopleoftencannotgivewatertoplantswhentheyneedwater,whichwillleadtothewitheringordeathofflowers.Inordertomakeitconvenientforpeopletowaterflowers,realizeintelligentwateringandliberatepeoplefromthetediousworkofwateringflowers,thispaperdesignsanintelligentwateringsystembasedonSTC89C52single-chipmicrocomputer,whichdetectsthemoistureinthesoilthroughsensors,andtransmitsthecollecteddatainaperiodafterprocessing.Yl-69soiltemperatureandhumiditysensorwithhighaccuracyisusedashumiditysensor.Throughaseriesofdesign,simplecircuitandlowcost,itisfeasibletorealizeintelligentwateringsystem,whichcanbefurtherextendedtoautomaticwateringmanagementofvegetablegreenhouses,gardens,grasslands,etc.Keywords:yl-69soiltemperatureandhumiditysensorSTC89C52app目錄第一章 緒論 緒論1.1課題研究背景 在歷史的長河中,社會發(fā)展,朝代變更,人們總是在不停的追求幸福。從類人猿開始,同種族開始聚居,形成一個個小型社會,他們?yōu)榱烁玫纳睿煌5倪w移,尋找適合生存的地方。到了古代,居住環(huán)境已經(jīng)定了下來,所以人類不停的發(fā)展農(nóng)業(yè)和工業(yè),以求讓生活更加的舒適。而到了現(xiàn)代,一切的生活都已經(jīng)進入正軌,人們不再擔(dān)心生存會受到威脅,于是人們開始追求健康。可是回頭一看,人們追求健康已經(jīng)有幾千年了。人民對于環(huán)境的要求,不正是追求健康的體現(xiàn)嗎?現(xiàn)在的人們居住的地方城市化程度很高,城市里的植物不多,這樣的生活環(huán)境會對人的健康造成影響。這時候我們就非常需要改變生活的環(huán)境,但人們卻無法改變城市中綠化的數(shù)量。于是人們就開始改造身邊的環(huán)境,綠化自己的工作環(huán)境和居住環(huán)境,降低環(huán)境惡化對身體健康的影響。1.2課題研究的目的與意義社會發(fā)展速度如此快速,人們要求的生活質(zhì)量不斷上升,大部分人的生存已經(jīng)成為很簡單的一件事,但是人類永遠不滿足于現(xiàn)狀,總是不斷的追求更高層次的東西。如今環(huán)境因社會發(fā)展而被破壞,因此環(huán)境綠化與身體健康就成為了人們追求中重要的一部分。如今人們會在家里或者工作的地方擺放一些植物,綠化身邊的環(huán)境,繼而使身體變得健康。但日益發(fā)展的經(jīng)濟必然伴隨著生活節(jié)奏的加快,這就導(dǎo)致了人們常常會在植物需要水分的時候無法給予它們水分。以方便人們給花卉澆水,實現(xiàn)智能澆花,讓人們從繁瑣的澆花工作中解放出來,本文設(shè)計了智能化、可遠程控制的智能澆花系統(tǒng)。1.3課程研究的歷史與現(xiàn)狀 智能澆花系統(tǒng)的雛形是農(nóng)業(yè)用的定時澆灌系統(tǒng),在多年前只有不多的大型農(nóng)場中的溫室大棚才能用上。在不斷的技術(shù)革新中,現(xiàn)在的澆灌系統(tǒng)使用范圍變得更廣了,大型澆灌系統(tǒng)能用在大型農(nóng)場,小型的澆灌系統(tǒng)能在普通家庭中使用,只不過用在家庭中的澆灌系統(tǒng)被稱作智能澆花器。 著名的耐德斯特公司是農(nóng)用工具行業(yè)的佼佼者,近年來,此公司在智能灌溉方面做了深入研究、最新研發(fā)出的智能產(chǎn)品就是智能澆花器,他能夠做到遠程遙控澆花和定時澆花,主要是利用連接WiFi網(wǎng)絡(luò)與手機app進行通信,從而控制內(nèi)置水泵抽水至導(dǎo)管傳到各個出水口進行滴灌??梢远〞r發(fā)送信號給澆花器進行澆水,如設(shè)置每天或者星期幾的幾點幾分啟動或關(guān)閉。還可以設(shè)置循環(huán)模式,讓設(shè)備可以從某個時刻開始不斷循環(huán)做一個事情,例如每小時啟動一次,每次啟動10分鐘??刹樵儾僮饔涗?,記錄澆水次數(shù)、時間,隨時查看澆水情況。 還有一些高端的智能澆灌設(shè)備由某些大型農(nóng)場自主研發(fā),為旗下的連鎖農(nóng)場提供智能服務(wù),大大提高農(nóng)業(yè)工作效率。1.4課程研究的內(nèi)容大氣干燥程度的物理量,我們一般用濕度來表示。即空氣中的單位空間內(nèi)含有的水汽的多少。在200多年以前,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人的頭發(fā)會因空氣濕度變化而改變長度,于是就發(fā)明了毛發(fā)濕度計。后來,因為濕敏元件的出現(xiàn),人類在濕度測量方面得到了重大突破,使測量結(jié)果更加精密。給農(nóng)業(yè)中的土壤濕度測量提供了便利,大大加快了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化發(fā)展的速度。土壤作為植物生根的地方,對植物有著巨大的影響。土壤中的水分、微生物、無機鹽和有機物都會影響著植物生長發(fā)育。植物就如人一般,無水不能活,所以土壤中的水分對于植物來說最為重要。若水分太少,植物所必須的光合作用被制約,植物的生長會停止、品質(zhì)會大幅降低;但是過濕的土壤會粘合在一起,讓土壤中的氣孔閉合,通氣性變差,無法給土壤內(nèi)的微生物和植物的根部提供氧氣,植物就會出現(xiàn)各種問題,甚至死亡。水的比熱容比土壤大得多,所以土壤的溫度取決于土中水的含量。種種方面都體現(xiàn)出了控制土壤濕度,給植物及時補充水分可以讓植物更健康。所以本系統(tǒng)著重于設(shè)計一款不僅可以人為操作,而且擁有自我管理能力的智能澆花系統(tǒng)。例如在WiFi斷網(wǎng),人們無法通過遠程遙控澆花的時候,會自主判定花卉植物是否需要澆水,從而達到即使人們無法操作,該系統(tǒng)也會保證花卉植物的生存。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)濕度傳感器模塊、WiFi模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、按鍵模塊、單片機模塊與顯示模塊是構(gòu)成整個系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵模塊。結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2.1自動澆花系統(tǒng)硬件組成框圖溫度傳感器模塊用以采集濕度信號,給系統(tǒng)提供了測量途徑。A/D轉(zhuǎn)換模塊用以轉(zhuǎn)換濕度信號,讓系統(tǒng)測量到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單片機可以處理的信號。單片機模塊用以處理濕度信號和管理各個模塊,將信息提供給顯示模塊和WiFi模塊。顯示模塊用以顯示出濕度與操作界面,便于人們觀察濕度數(shù)值。按鍵模塊用以人與系統(tǒng)的交互,方便控制系統(tǒng)的工作模式和濕度的閾值。WiFi模塊用以遠程監(jiān)測和操控系統(tǒng)。全部模塊形成一個完成的硬件系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)的軟件構(gòu)想ADC0832接收到土壤濕度傳感器傳來的濕度信號后進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,得到數(shù)字信號再發(fā)送給單片機進行數(shù)據(jù)處理,處理完畢后將得出的結(jié)果用液晶顯示器顯示。單片機再將結(jié)果通過WiFi模塊傳輸?shù)绞謾CAPP。用戶可以通過APP對整個系統(tǒng)進行控制。用戶可以通過按鍵設(shè)置土壤濕度的最大值和最小值,但最小值不能大于最大值。設(shè)置完畢后,若所測土壤濕度超過設(shè)置的閾值時觸發(fā)聲光報警。圖2.2為系統(tǒng)主程序流程圖圖2.2系統(tǒng)主程序流程圖智能澆花系統(tǒng)的整體程序處理思路是:將濕度模擬信號通過A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給單片機,單片機計算后將濕度值發(fā)送給顯示器與WiFi模塊,WiFi模塊通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給手機,當(dāng)濕度小于設(shè)定的最小值時水泵開啟,大于最小值時水泵關(guān)閉。當(dāng)濕度值超出閾值則觸發(fā)聲光報警。第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1單片機模塊3.1.1功能特征描述 本文選用的單片機是STC98C52。片內(nèi)含有各種模塊。圖3.1.1為89C52封裝圖。圖43.1.189C52封裝圖3.1.2主要特性1.有8K的程序存儲空間2.有512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間3.有3個定時器4.可在線編程 5.空閑模式:單片機停止工作;掉電模式(可由外部中斷喚醒) 6.全雙工異步串行口3.1.3引腳功能 1.VCC、VSS VCC接5V電源,VSS接地 2.XTAL1和XTAL2 這兩個引腳主要用以連接時鐘電路,也就是連接晶振。因為這是單片機與晶振相連的引腳,所以晶振產(chǎn)生的脈沖信號就是從這里輸入到芯片。芯片內(nèi)部的反相放大器會把晶振產(chǎn)生的脈沖信號放大,內(nèi)部振蕩器按晶振的頻率產(chǎn)生時鐘信號。 3.控制信號引腳 ①RST是復(fù)位輸入引腳??刂茊纹瑱C能否恢復(fù)到初始狀態(tài)。 ②ALE/PROG,地址鎖存允許引腳,用以鎖存地址,方便CPU訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器的后回到原來的地址。 ③PSEN——外部程序存儲器讀選通信號僅在外部程序存儲器被取指令時有效。 ④EA/VPP——EA端保持在低電平時表示允許外部訪問,但僅允許訪問外部程序存儲器。 ⑤并行I/O口P0~P3端引腳 P0只有加上拉電阻才可以使用;P1、P2、P3口都有單片機內(nèi)置上拉電阻,P1、P2是準雙向I/O端口,功能沒有P0口強大,P3就是內(nèi)置上拉電阻P0口。3.1.4外部中斷 單片機在運行過程中實時處理突發(fā)事件被稱為中斷。中斷發(fā)生就是突發(fā)事件出現(xiàn)后請求單片機處理;中斷響應(yīng)就是單片機暫停正在進行的工作,準備處理突發(fā)事件;中斷服務(wù)就是單片機正在處理突發(fā)事件;中斷返回就是單片機在處理完突發(fā)事件后繼續(xù)原本正在處理的時間。圖3.1.4中斷允許寄存器IE寄存器每一位的各自的功能: 1.EX0、EX1 外部中斷允許位??刂茊纹瑱C能否接收INT0、INT1的中斷信號。 2.ET0、ET1 定時/計數(shù)器中斷允許位。若定時/計數(shù)器T0、T1發(fā)生了溢出,定時/計數(shù)器會向單片機申請中斷,單片機是否能處理此中斷取決于此允許位是否打開。 3.ES 串行口中斷允許位。串口在處理數(shù)據(jù)時,每處理完一個字節(jié)的數(shù)據(jù)時都能進入中斷,但單片機是否進入中斷取決于此允許位是否打開。 4.EA 中斷總允許位。如果想產(chǎn)生一個中斷請求,首先要做的就是打開IE里的EA標志位,因為IE寄存器的地址是0xA8,所以可以對其位進行操作。而EA標志位是整個中斷系統(tǒng)的總開關(guān),這一步必不可少。接著還要將你要產(chǎn)生的中斷號對位的IE中的相應(yīng)位置高電平,包括EX0(0號外部中斷),ET0(0號定時器中斷),EX1(1號外部中斷),ET1(1號定時器中斷),ES(串口中斷);上面的就是IE中的一些特殊位。下一步就是要指定是電平觸發(fā)還是脈沖觸發(fā)了,此步是要操作TCON寄存器,將IT0置1表示脈沖觸發(fā),0表示是電平觸發(fā)。3.1.5串口通信 計算機與其他設(shè)備之間進行并行或者串行通信就叫做計算機通信。并行通信是將數(shù)據(jù)中的每一個字節(jié)的每一位各用一條數(shù)據(jù)線同時進行數(shù)據(jù)傳輸,這種方法簡單快捷,但接受困難,傳輸成本高。串行通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)中的每一位逐個發(fā)送,這種方法需要的數(shù)據(jù)線少、成本低、數(shù)據(jù)傳送的控制更難。本系統(tǒng)的單片機有一個可雙向通信的串行口,這讓單片機可以在同一個串口進行發(fā)送與接受。 串口通信分為異步和同步兩種方式。異步通信每次只傳輸一個字符,傳輸時間間隔不定,但字符內(nèi)的每一位傳輸時間間隔一定。圖是一個字符幀的傳輸過程圖一個字符幀的傳輸過程 同步通信中,接收方與發(fā)送方的時鐘完全同步,接收方隨著發(fā)送方的時鐘改變。這樣就能連續(xù)的發(fā)送字符,且字符與字符內(nèi)的位間隔都完全相同。實現(xiàn)方法有兩種。圖是同步通信的兩種方法圖解。圖同步通信的兩種方法圖解圖89C52串行口的控制寄存器SCON: SM0和SM1為工作方式選擇位,可選擇四種工作方式:圖四種工作方式的說明和使用的波特率 SM2,多機通信控制位,主要用于方式2和方式3。 REN,允許串行接收位。設(shè)為1時允許串口接受 TB8,每種工作方式中傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)會有所不同,RB8在數(shù)據(jù)傳輸中的功能也不一樣。在工作方式是2或3中作奇偶校驗位或標志位。但工作方式0或工作方式1中并沒有使用TB8,所以在工作方式0或工作方式1中TB8無意義。 RB8,每種工作方式中傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)會有所不同,RB8在數(shù)據(jù)傳輸中的功能也不一樣。RB8作為停止位只出現(xiàn)在方式1中;在方式2或3中作奇偶校驗位或標志位。 TI,發(fā)送中斷標志位。當(dāng)串口發(fā)送完一個字符時,TI設(shè)置為1,單片機會收到中斷申請,但在單片機處理中斷時必須將TI置0。 RI,接收中斷標志位。當(dāng)串口接收完一個字符時,RI設(shè)置為1,單片機會收到中斷申請,但在單片機處理中斷時必須將TI置0。PCON: SMOD在方式0中無效,此位置1時,波特率翻倍。復(fù)位時此位置0。3.1.6單片機模塊設(shè)計 構(gòu)成本單片機系統(tǒng)的主要模塊:用以給整個電路供電的電源、控制整個電路通斷的開關(guān)、決定單片機頻率的時鐘電路、能將電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的復(fù)位電路、給單片機寫入程序的下載接口、主芯片STC89C52。 1.電源:1腳接VCC,2、3腳接GND。圖15是電源插口原理圖。 2.開關(guān):自鎖開關(guān)為電源的總開關(guān),接在電源與VCC之間。圖電源插口原理圖 3.復(fù)位電路:觸發(fā)復(fù)位可以是通電時自動觸發(fā)復(fù)位,也可以是人工操作按鍵復(fù)位,但無論如何實現(xiàn)復(fù)位,原理都是令RST引腳處于高電平。上電自動復(fù)位是通過利用電容阻直流通交流的方式,在電源打開的瞬間,電流經(jīng)過電容給RST引腳提供高電平,進而使單片機復(fù)位。按鍵復(fù)位更加簡單,就是利用按下按鍵,令RST引腳與Vcc接通來實現(xiàn)單片機復(fù)位。圖16是復(fù)位電路原理圖。圖復(fù)位電路原理圖 4.時鐘電路:時鐘電路是單片機中信息的載體,構(gòu)成時鐘電路的主要硬件就是晶振。打個比方來說:晶振好比單片機的心臟,如果沒有心臟起跳,單片機無法工作,晶振頻率越高,單片機速度越快,有時并不是速度越快越好,對于電子電路而言,速度夠用就是最好,速度越快越容易受干擾,可靠性越差。為了令晶振產(chǎn)生的脈沖平穩(wěn),在晶振兩端外接了30pF的電容,本系統(tǒng)使用的晶振頻率為12MHz。圖17是時鐘電路的原理圖。圖時鐘電路原理圖 5.下載接口:單片機關(guān)閉電源靜置一段時間后再通電,進入在線編程模式,這時候把程序下載到單片機,可以實時調(diào)試。此時串口會接受合法命令流并下載該程序,若沒有就復(fù)位。圖18是下載接口原理圖。圖下載接口原理圖3.2濕度傳感器模塊濕敏元件:電阻式感濕材料表面的水蒸氣會改變元件的電阻,可以監(jiān)測空氣中水分占比,利用這一原理,可以制作出電阻式濕敏元件。 高分子薄膜電容在空氣中受水蒸氣的影響,介電常數(shù)和電容量會變化,因此可以測得空氣中的濕度變化,利用這一原理,可以制作出電容式濕敏元件。本模塊采用了專門用于進行土壤視圖采集的YL-69土壤濕度傳感器。圖3.2.1YL-69實物圖這個傳感器會根據(jù)土壤的濕度輸出不同電平(濕度高輸出低電平,濕度低輸出高電平)。整個傳感器模塊使用了雙輸出模式,輸出數(shù)據(jù)精準度高、誤差低而且便于使用。傳感器大小適中、無多余配件,非常適用于中小型盆栽。圖3.2.2是YL-69原理圖。圖3.2.2YL-69原理圖3.3顯示模塊LCD1602通常用來顯示英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、日文片假名和一般性符號。一共能顯示32個字符,每行16個,共有2行。它不能很好地顯示圖形,因為每個字符之間都會相隔一個點的距離,而行與行之間相隔更多。顯示屏特性:1.4.5~5.5V工作電壓,最佳工作電壓為5.0V2.2.0mA工作電流3.顯示屏功能豐富,自帶復(fù)位電路、11條簡易操作指令4.DDRAM能存儲80字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)5.有多個CGROM用以生成字符,更有八個供用戶自由設(shè)定的數(shù)字字符發(fā)生器CGRAM圖7LCD1602實物圖圖8LCD顯示模塊原理圖3.4A/D轉(zhuǎn)換模塊本系統(tǒng)使用的ADC0832是一種8位雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。它的轉(zhuǎn)換器是逐次逼近式設(shè)計。雙數(shù)據(jù)輸出設(shè)計也讓這個芯片進行的誤差更小。圖3.4.1ADC0832實物圖特點:供給給芯片的電源電壓會隨著參考電壓改變,輸入電壓在0~5V之間。芯片的頻率高、雙通道轉(zhuǎn)換速度快、功耗低。圖9為本系統(tǒng)的ADC0832原理圖。圖3.4.2A/D轉(zhuǎn)換模塊原理圖ADC0832數(shù)據(jù)讀取程序流程圖3.4.3:圖3.4.3ADC0832數(shù)據(jù)讀取程序流程圖3.5WiFi模塊本系統(tǒng)使用ESP8266作為WiFi模塊的主芯片。ESP8266可以實現(xiàn)多種功能,可以進行PWM調(diào)控和GPIO控制等。該芯片還擁有UART,IIC,ADC等接口,適用于各種物聯(lián)網(wǎng)場合。但無論芯片能夠用來實現(xiàn)多少功能,其最基本的功能都只有:從wifi接收到數(shù)據(jù),串口輸出;從串口接收數(shù)據(jù),wifi輸出數(shù)據(jù)。ESP8266實物圖如下3.5.1。圖3.5.1ESP8266實物圖 圖3.5.2是WiFi模塊結(jié)構(gòu)圖。圖3.5.2WiFi模塊結(jié)構(gòu)圖ESP8266芯片的集成度相當(dāng)高,因此我們不需要繁瑣的外部電路,在設(shè)計時為了將降低PCB空間,連前端模塊都考慮在內(nèi)。ESP8266自帶節(jié)能模式,VoIP能夠在睡眠模式和喚醒模式之間快速切換,自適應(yīng)無線電偏置能夠在節(jié)能模式下進行低功耗操作,芯片自帶故障排除功能,為了消除其他無線信號的干擾利用了無線電系統(tǒng)共存特性與故障排除功能相結(jié)合。 ESP8266有三種模式: (1)AP模式,模塊作為WIFI熱點,讓其他WIFI設(shè)備通過局域網(wǎng)的與模塊進行交互。TCP服務(wù)器、TCP客戶端,UDP三種子模式可以根據(jù)不同的場景進行切換。 (2)STA模式,模塊通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng),從而讓其他設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與模塊進行交互。TCP服務(wù)器、TCP客戶端,UDP三種子模式可以根據(jù)不同的場景進行切換。 (3)AP+STA模式,模塊作為WiFi熱點,又能通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng),兩者可以同時進行,設(shè)備通過模塊連接到互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備間互相交互。該模式下可以設(shè)置AP模式與STA模式中的子模式隨意組合,能產(chǎn)生9種子模式。WiFi模塊工作電壓為3.3V,圖3.5.3是WiFi模塊電路圖:圖3.5.3WiFi模塊電路圖第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1主程序流程圖圖4.1.1系統(tǒng)主程序流程圖智能澆花系統(tǒng)的整體程序處理思路是:將濕度模擬信號通過A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送給單片機,單片機計算后將濕度值發(fā)送給顯示器與WiFi模塊,WiFi模塊通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給手機,當(dāng)濕度小于設(shè)定的最小值時水泵開啟,大于最小值時水泵關(guān)閉。當(dāng)濕度值超出閾值則觸發(fā)聲光報警。4.2濕度傳感器采集顯示程序流程圖設(shè)計系統(tǒng)控制軟件主要包括ADC0832的驅(qū)動程序,以控制電壓信號即濕度信號的采集,LCD1602液晶屏的驅(qū)動程序,用于顯示土壤濕度。4.3按鍵程序流程圖設(shè)計第五章測試5.1WiFi模塊測試WiFi在未連上時第三盞燈不亮WiFi連上時,第三盞燈亮在手機端調(diào)整水量上限與下限,改變操作模式,水泵開關(guān)都可以實現(xiàn)。(圖片太多只放一張)5.2按鍵模塊測試第一個按鍵是修改濕度閾值,按第一下修改濕度上限,按第二下修改濕度下限,按第三下返回主界面。在修改濕度閾值界面,第二個按鍵功能是加,第三個按鍵功能是減。在主界面時,第二個按鍵是切換自動與手動模式。在手動模式下的主界面時,第三個按鍵是水泵開關(guān)。5.3濕度傳感器模塊測試 傳感器插到不同的濕度的地方數(shù)值會改變。在剛剛大量澆水的地方濕度特別高,在澆水點周邊的濕度中等,在水未蔓延到的地方濕度極低。5.4報警系統(tǒng)測試 在濕度太高時第一盞燈亮,蜂鳴器報警。 在濕度太低時第二盞燈亮,蜂鳴器報警。第六章結(jié)論1.A/D轉(zhuǎn)換模塊是我薄弱的地方,出的問題最多,為了系統(tǒng)能正常運行,模塊采樣后設(shè)置了延時,讓系統(tǒng)實時輸出更加穩(wěn)定,避免信息更新太快。2.在做硬件整體設(shè)計時就要想好電路板的布線和元器件的位置,方便操作與焊接。3.為了簡化電路,讓設(shè)計難度更低、硬件體積更小更簡潔,采用的硬件集成度高。4.系統(tǒng)電源采用穩(wěn)壓芯片進行供電,保證的系統(tǒng)供電的精確性。5.利用放大電路增強傳感器采集的信號,能讓A/D轉(zhuǎn)換器收到更為精準穩(wěn)定的信號。6.為了提高系統(tǒng)工作效率,整個系統(tǒng)都被設(shè)計為可全自動工作,不需要上位機控制。7.本設(shè)計成本低,方便使用,能安裝在各種大小盆栽上,非常適用于家庭植物養(yǎng)殖。參考文獻張洪潤.傳感器應(yīng)用設(shè)計300例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.周旭.現(xiàn)代傳感器技術(shù).北京:國防工業(yè)出版社,2007.劉迎春、葉湘濱.傳感器原理設(shè)計與應(yīng)用.長沙:國防科技大學(xué)出版社,2004.林軍.干濕球濕度計測量原理與影響因素研究[J].中國計量,2008.冉彥中.基于單片機的軍需倉庫溫濕度測控系統(tǒng)研究.中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社,2008.李林功、吳飛青、王兵、丁曉.單片機原理與應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,2007.南建輝、熊鳴、王軍茹.MCS-51單片機原理及應(yīng)用實例.北京:清華大學(xué)出版社,2003.李光忠.基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計.中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社,2008.王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設(shè)計大全[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998.杜剛.電路設(shè)計與制板:Protel應(yīng)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.聶榮等.實例解析PCB設(shè)計技巧[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.姜培安.印制電路板的可制造性設(shè)計[M].北京:中國電力出版社,2007.張萍、黃增雙.基于555定時器的數(shù)字化測濕方法的研究.自動化技術(shù)與應(yīng)用,2006.王寶庫.多功能檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].微計算機信息,2006.史軍勇,冀捐灶,楊寶強.基于AT89C2051的溫濕度控制儀[J].電子技術(shù),2004.張志利,蔡偉.基于ADS90的溫度測控裝置研究[J].自動化與儀器儀表,2001.趙亮,趙國銳.單片機C語言編程與實例[M].北京:人民郵電出版社,2003.致謝隨著論文的落筆結(jié)束,大學(xué)四年的時光也快結(jié)束啦,大學(xué)的這四年的時光是我步入社會肯定會想念的日子。在這四年間,我收獲了良師益友,在學(xué)習(xí)和生活中都幫助了我很多,我很感謝他們。 首先,我要感謝的是我的論文指導(dǎo)老師,李俊杰老師在成為我的論文導(dǎo)師之際,就一直十分關(guān)心著我們論文的完成進度,當(dāng)我遇到自己無法解決的困難時,老師總孜孜不倦的跟我講其中的知識,這讓我十分感動。 其次,我要感謝的是我的學(xué)習(xí)小組成員,在小組成員群里,我可以詢問同學(xué),或者幫助到他們,通過組員們的互幫互助,我們都完成了各自的論文,也在對方身上學(xué)習(xí)到了很好的品質(zhì)。 最后,我要感謝我們父母,他們是我的精神動力,在我遇到苦難情緒失落時,電話對面的他們總能用最普通的話語激勵我。 我希望我的老師、同學(xué)、父母,都能夠平安幸福。附錄
電腦故障檢測卡代碼表
1、特殊代碼"00"和"ff"及其它起始碼有三種情況出現(xiàn):
①已由一系列其它代碼之后再出現(xiàn):"00"或"ff",則主板ok。
②如果將cmos中設(shè)置無錯誤,則不嚴重的故障不會影響bios自檢的繼續(xù),而最終出現(xiàn)"00"或"ff"。
③一開機就出現(xiàn)"00"或"ff"或其它起始代碼并且不變化則為主板沒有運行起來。
2、本表是按代碼值從小到大排序,卡中出碼順序不定。
3、未定義的代碼表中未列出。
4、對于不同bios(常用ami、award、phoenix)用同一代碼代表的意義不同,因此應(yīng)弄清您所檢測的電腦是屬于哪一種類型的bios,您可查閱您的電腦使用手冊,或從主板上的bios芯片上直接查看,也可以在啟動屏幕時直接看到。
5、有少數(shù)主板的pci槽只有一部分代碼出現(xiàn),但isa槽有完整自檢代碼輸出。且目前已發(fā)現(xiàn)有極個別原裝機主板的isa槽無代碼輸出,而pci槽則有完整代碼輸出,故建議您在查看代碼不成功時,將本雙槽卡換到另一種插槽試一下。另外,同一塊主板的不同pci槽,有的槽有完整代碼送出,如dell810主板只有靠近cpu的一個pci槽有完整代碼顯示,一直變化到"00"或"ff",而其它pci槽走到"38"后則不繼續(xù)變化。
6、復(fù)位信號所需時間isa與pci不一定同步,故有可能isa開始出代碼,但pci的復(fù)位燈還不熄,故pci代碼停要起始代碼上。
代碼對照表
00.已顯示系統(tǒng)的配置;即將控制INI19引導(dǎo)裝入。
01處理器測試1,處理器狀態(tài)核實,如果測試失敗,循環(huán)是無限的。處理器寄存器的測試即將開始,不可屏蔽中斷即將停用。CPU寄存器測試正在進行或者失敗。
02確定診斷的類型(正?;蛘咧圃欤?。如果鍵盤緩沖器含有數(shù)據(jù)就會失效。停用不可屏蔽中斷;通過延遲開始。CMOS寫入/讀出正在進行或者失靈。
03清除8042鍵盤控制器,發(fā)出TESTKBRD命令(AAH)通電延遲已完成。ROMBIOS檢查部件正在進行或失靈。
04使8042鍵盤控制器復(fù)位,核實TESTKBRD。鍵盤控制器軟復(fù)位/通電測試??删幊涕g隔計時器的測試正在進行或失靈。
05如果不斷重復(fù)制造測試1至5,可獲得8042控制狀態(tài)。已確定軟復(fù)位/通電;即將啟動ROM。DMA初如準備正在進行或者失靈。
06使電路片作初始準備,停用視頻、奇偶性、DMA電路片,以及清除DMA電路片,所有頁面寄存器和CMOS停機字節(jié)。已啟動ROM計算ROMBIOS檢查總和,以及檢查鍵盤緩沖器是否清除。DMA初始頁面寄存器讀/寫測試正在進行或失靈。
07處理器測試2,核實CPU寄存器的工作。ROMBIOS檢查總和正常,鍵盤緩沖器已清除,向鍵盤發(fā)出BAT(基本保證測試)命令。.
08使CMOS計時器作初始準備,正常的更新計時器的循環(huán)。已向鍵盤發(fā)出BAT命令,即將寫入BAT命令。RAM更新檢驗正在進行或失靈。
09EPROM檢查總和且必須等于零才通過。核實鍵盤的基本保證測試,接著核實鍵盤命令字節(jié)。第一個64KRAM測試正在進行。
0A使視頻接口作初始準備。發(fā)出鍵盤命令字節(jié)代碼,即將寫入命令字節(jié)數(shù)據(jù)。第一個64KRAM芯片或數(shù)據(jù)線失靈,移位。
0B測試8254通道0。寫入鍵盤控制器命令字節(jié),即將發(fā)出引腳23和24的封鎖/解鎖命令。第一個64KRAM奇/偶邏輯失靈。
0C測試8254通道1。鍵盤控制器引腳23、24已封鎖/解鎖;已發(fā)出NOP命令。第一個64KRAN的地址線故障。
0D1、檢查CPU速度是否與系統(tǒng)時鐘相匹配。2、檢查控制芯片已編程值是否符合初設(shè)置。3、視頻通道測試,如果失敗,則鳴喇叭。已處理NOP命令;接著測試CMOS停開寄存器。第一個64KRAM的奇偶性失靈
0E測試CMOS停機字節(jié)。CMOS停開寄存器讀/寫測試;將計算CMOS檢查總和。初始化輸入/輸出端口地址。
0F測試擴展的CMOS。已計算CMOS檢查總和寫入診斷字節(jié);CMOS開始初始準備。.
10測試DMA通道0。CMOS已作初始準備,CMOS狀態(tài)寄存器即將為日期和時間作初始準備。第一個64KRAM第0位故障。
11測試DMA通道1。CMOS狀態(tài)寄存器已作初始準備,即將停用DMA和中斷控制器。第一個64DKRAM第1位故障。
12測試DMA頁面寄存器。停用DMA控制器1以及中斷控制器1和2;即將視頻顯示器并使端口B作初始準備。第一個64DKRAM第2位故障。
13測試8741鍵盤控制器接口。視頻顯示器已停用,端口B已作初始準備;即將開始電路片初始化/存儲器自動檢測。第一個64DKRAM第3位故障。
14測試存儲器更新觸發(fā)電路。電路片初始化/存儲器處自動檢測結(jié)束;8254計時器測試即將開始。第一個64DKRAM第4位故障。
15測試開頭64K的系統(tǒng)存儲器。第2通道計時器測試了一半;8254第2通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第5位故障。
16建立8259所用的中斷矢量表。第2通道計時器測試結(jié)束;8254第1通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第6位故障。
17調(diào)準視頻輸入/輸出工作,若裝有視頻BIOS則啟用。第1通道計時器測試結(jié)束;8254第0通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第7位故障。
18測試視頻存儲器,如果安裝選用的視頻BIOS通過,由可繞過。第0通道計時器測試結(jié)束;即將開始更新存儲器。第一個64DKRAM第8位故障。
19測試第1通道的中斷控制器(8259)屏蔽位。已開始更新存儲器,接著將完成存儲器的更新。第一個64DKRAM第9位故障。
1A測試第2通道的中斷控制器(8259)屏蔽位。正在觸發(fā)存儲器更新線路,即將檢查15微秒通/斷時間。第一個64DKRAM第10位故障。
1B測試CMOS電池電平。完成存儲器更新時間30微秒測試;即將開始基本的64K存儲器測試。第一個64DKRAM第11位故障。
1C測試CMOS檢查總和。.第一個64DKRAM第12位故障。
1D調(diào)定CMOS配置。.第一個64DKRAM第13位故障。
1E測定系統(tǒng)存儲器的大小,并且把它和CMOS值比較。.第一個64DKRAM第14位故障。
1F測試64K存儲器至最高640K。.第一個64DKRAM第15位故障。
20測量固定的8259中斷位。開始基本的64K存儲器測試;即將測試地址線。從屬DMA寄存器測試正在進行或失靈。
21維持不可屏蔽中斷(NMI)位(奇偶性或輸入/輸出通道的檢查)。通過地址線測試;即將觸發(fā)奇偶性。主DMA寄存器測試正在進行或失靈。
22測試8259的中斷功能。結(jié)束觸發(fā)奇偶性;將開始串行數(shù)據(jù)讀/寫測試。主中斷屏蔽寄存器測試正在進行或失靈。
23測試保護方式8086虛擬方式和8086頁面方式?;镜?4K串行數(shù)據(jù)讀/寫測試正常;即將開始中斷矢量初始化之前的任何調(diào)節(jié)。從屬中斷屏蔽存器測試正在進行或失靈。
24測定1MB以上的擴展存儲器。矢量初始化之前的任何調(diào)節(jié)完成,即將開始中斷矢量的初始準備。設(shè)置ES段地址寄存器注冊表到內(nèi)存高端。
25測試除頭一個64K之后的所有存儲器。完成中斷矢量初始準備;將為旋轉(zhuǎn)式斷續(xù)開始讀出8042的輸入/輸出端口。裝入中斷矢量正在進行或失靈。
26測試保護方式的例外情況。讀出8042的輸入/輸出端口;即將為旋轉(zhuǎn)式斷續(xù)開始使全局數(shù)據(jù)作初始準備。開啟A20地址線;使之參入尋址。
27確定超高速緩沖存儲器的控制或屏蔽RAM。全1數(shù)據(jù)初始準備結(jié)束;接著將進行中斷矢量之后的任何初始準備。鍵盤控制器測試正在進行或失靈。
28確定超高速緩沖存儲器的控制或者特別的8042鍵盤控制器。完成中斷矢量之后的初始準備;即將調(diào)定單色方式。CMOS電源故障/檢查總和計算正在進行。
29.已調(diào)定單色方式,即將調(diào)定彩色方式。CMOS配置有效性的檢查正在進行。
2A使鍵盤控制器作初始準備。已調(diào)定彩色方式,即將進行ROM測試前的觸發(fā)奇偶性。置空64K基本內(nèi)存。
2B使磁碟驅(qū)動器和控制器作初始準備。觸發(fā)奇偶性結(jié)束;即將控制任選的視頻ROM檢查前所需的任何調(diào)節(jié)。屏幕存儲器測試正在進行或失靈。
2C檢查串行端口,并使之作初始準備。完成視頻ROM控制之前的處理;即將查看任選的視頻ROM并加以控制。屏幕初始準備正在進行或失靈。
2D檢測并行端口,并使之作初始準備。已完成任選的視頻ROM控制,即將進行視頻ROM回復(fù)控制之后任何其他處理的控制。屏幕回掃測試正在進行或失靈。
2E使硬磁盤驅(qū)動器和控制器作初始準備。從視頻ROM控制之后的處理復(fù)原;如果沒有發(fā)現(xiàn)EGA/VGA就要進行顯示器存儲器讀/寫測試。檢測視頻ROM正在進行。
2F檢測數(shù)學(xué)協(xié)處理器,并使之作初始準備。沒發(fā)現(xiàn)EGA/VGA;即將開始顯示器存儲器讀/寫測試。.
30建立基本內(nèi)存和擴展內(nèi)存。通過顯示器存儲器讀/寫測試;即將進行掃描檢查。認為屏幕是可以工作的。
31檢測從C800:0至EFFF:0的選用ROM,并使之作初始準備。顯示器存儲器讀/寫測試或掃描檢查失敗,即將進行另一種顯示器存儲器讀/寫測試。單色監(jiān)視器是可以工作的。
32對主板上COM/LTP/FDD/聲音設(shè)備等I/O芯片編程使之適合設(shè)置值。通過另一種顯示器存儲器讀/寫測試;卻將進行另一種顯示器掃描檢查。彩色監(jiān)視器(40列)是可以工作的。
33.視頻顯示器檢查結(jié)束;將開始利用調(diào)節(jié)開關(guān)和實際插卡檢驗顯示器的關(guān)型。彩色監(jiān)視器(80列)是可以工作的。
34.已檢驗顯示器適配器;接著將調(diào)定顯示方式。計時器滴答聲中斷測試正在進行或失靈。35.完成調(diào)定顯示方式;即將檢查BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)。停機測試正在進行或失靈。
36.已檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū);即將調(diào)定通電信息的游標。門電路中A-20失靈。
37.識別通電信息的游標調(diào)定已完成;即將顯示通電信息。保護方式中的意外中斷。
38.完成顯示通電信息;即將讀出新的游標位置。RAM測試正在進行或者地址故障>FFFFH。
39.已讀出保存游標位置,即將顯示引用信息串。.
3A.引用信息串顯示結(jié)束;即將顯示發(fā)現(xiàn)信息。間隔計時器通道2測試或失靈。
3B用OPTI電路片(只是486)使輔助超高速緩沖存儲器作初始準備。已顯示發(fā)現(xiàn)<ESC>信息;虛擬方式,存儲器測試即將開始。按日計算的日歷時鐘測試正在進行或失靈。
3C建立允許進入CMOS設(shè)置的標志。.串行端口測試正在進行或失靈。
3D初始化鍵盤/PS2鼠標/PNP設(shè)備及總內(nèi)存節(jié)點。.并行端口測試正在進行或失靈。
3E嘗試打開L2高速緩存。.數(shù)學(xué)協(xié)處理器測試正在進行或失靈。
40.已開始準備虛擬方式的測試;即將從視頻存儲器來檢驗。調(diào)整CPU速度,使之與外圍時鐘精確匹配。
41中斷已打開,將初始化數(shù)據(jù)以便于0:0檢測內(nèi)存變換(中斷控制器或內(nèi)存不良)從視頻存儲器檢驗之后復(fù)原;即將準備描述符表。系統(tǒng)插件板選擇失靈。
42顯示窗口進入SETUP。描述符表已準備好;即將進行虛擬方式作存儲器測試。擴展CMOSRAM故障。
43若是即插即用BIOS,則串口、并口初始化。進入虛擬方式;即將為診斷方式實現(xiàn)中斷。.44.已實現(xiàn)中斷(如已接通診斷開關(guān);即將使數(shù)據(jù)作初始準備以檢查存儲器在0:0返轉(zhuǎn)。)BIOS中斷進行初始化。
45初始化數(shù)學(xué)協(xié)處理器。數(shù)據(jù)已作初始準備;即將檢查存儲器在0:0返轉(zhuǎn)以及找出系統(tǒng)存儲器的規(guī)模。.
46.測試存儲器已返回;存儲器大小計算完畢,即將寫入頁面來測試存儲器。檢查只讀存儲器ROM版本。
47.即將在擴展的存儲器試寫頁面;即將基本640K存儲器寫入頁面。
48.已將基本存儲器寫入頁面;即將確定1MB以上的存儲器。視頻檢查,CMOS重新配置。
49.找出1BM以下的存儲器并檢驗;即將確定1MB以上的存儲器。.
4A.找出1MB以上的存儲器并檢驗;即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。進行視頻的初始化。
4B.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)的檢驗結(jié)束,即將檢查<ESC>和為軟復(fù)位清除1MB以上的存儲器。.4C.清除1MB以上的存儲器(軟復(fù)位)即將清除1MB以上的存儲器.屏蔽視頻BIOSROM。.4D。已清除1MB以上的存儲器(軟復(fù)位);將保存存儲器的大小。.
4E若檢測到有錯誤;在顯示器上顯示錯誤信息,并等待客戶按<F1>鍵繼續(xù)。開始存儲器的測試:(無軟復(fù)位);即將顯示第一個64K存儲器的測試。顯示版權(quán)信息。
4F讀寫軟、硬盤數(shù)據(jù),進行DOS引導(dǎo)。開始顯示存儲器的大小,正在測試存儲器將使之更新;將進行串行和隨機的存儲器測試。.
50將當(dāng)前BIOS監(jiān)時區(qū)內(nèi)的CMOS值存到CMOS中。完成1MB以下的存儲器測試;即將高速存儲器的大小以便再定位和掩蔽。將CPU類型和速度送到屏幕。
51.測試1MB以上的存儲器。.
52所有ISA只讀存儲器ROM進行初始化,最終給PCI分配IRQ號等初始化工作。已完成1MB以上的存儲器測試;即將準備回到實址方式。進入鍵盤檢測。
53如果不是即插即用BIOS,則初始化串口、并口和設(shè)置時種值。保存CPU寄存器和存儲器的大小,將進入實址方式。.
54.成功地開啟實址方式;即將復(fù)原準備停機時保存的寄存器。掃描“打擊鍵”
55.寄存器已復(fù)原,將停用門電路A-20的地址線。.
56.成功地停用A-20的地址線;即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。鍵盤測試結(jié)束。
57.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查了一半;繼續(xù)進行。.
58.BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)檢查結(jié)束;將清除發(fā)現(xiàn)<ESC>信息。非設(shè)置中斷測試。
59.已清除<ESC>信息;信息已顯示;即將開始DMA和中斷控制器的測試。.
5A..顯示按“F2”鍵進行設(shè)置。
5B..測試基本內(nèi)存地址。
5C..測試640K基本內(nèi)存。
60設(shè)置硬盤引導(dǎo)扇區(qū)病毒保護功能。通過DMA頁面寄存器的測試;即將檢驗視頻存儲器。測試擴展內(nèi)存。
61顯示系統(tǒng)配置表。視頻存儲器檢驗結(jié)束;即將進行DMA#1基本寄存器的測試。.
62開始用中斷19H進行系統(tǒng)引導(dǎo)。通過DMA#1基本寄存器的測試;即將進行DMA#2寄存器的測試。測試擴展內(nèi)存地址線。
63.通過DMA#2基本寄存器的測試;即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。.
64.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查了一半,繼續(xù)進行。.
65.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查結(jié)束;將把DMA裝置1和2編程。.
66.DMA裝置1和2編程結(jié)束;即將使用59號中斷控制器作初始準備。Cache注冊表進行優(yōu)化配置。
67.8259初始準備已結(jié)束;即將開始鍵盤測試。.
68..使外部Cache和CPU內(nèi)部Cache都工作。
6A..測試并顯示外部Cache值。
6C..顯示被屏蔽內(nèi)容。
6E..顯示附屬配置信息。
70..檢測到的錯誤代碼送到屏幕顯示。
72..檢測配置有否錯誤。
74..測試實時時鐘。
76..掃查鍵盤錯誤。
7A..鎖鍵盤。
7C..設(shè)置硬件中斷矢量。
7E..測試有否安裝數(shù)學(xué)處理器。
80.鍵盤測試開始,正在清除和檢查有沒有鍵卡住,即將使鍵盤復(fù)原。關(guān)閉可編程輸入/輸出設(shè)備。
81.找出鍵盤復(fù)原的錯誤卡住的鍵;即將發(fā)出鍵盤控制端口的測試命令。.
82.鍵盤控制器接口測試結(jié)束,即將寫入命令字節(jié)和使循環(huán)緩沖器作初始準備。檢測和安裝固定RS232接口(串口)。
83.已寫入命令字節(jié),已完成全局數(shù)據(jù)的初始準備;即將檢查有沒有鍵鎖住。.
84.已檢查有沒有鎖住的鍵,即將檢查存儲器是否與CMOS失配。檢測和安裝固定并行口。85.已檢查存儲器的大小;即將顯示軟錯誤和口令或旁通安排。.
86.已檢查口令;即將進行旁通安排前的編程。重新打開可編程I/O設(shè)備和檢測固定I/O是否有沖突。
87.完成安排前的編程;將進行CMOS
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