基于52单片机的全自动浇花系统设计毕业论文.docx

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1、基于52单片机的全自动浇花系统设计摘要本次设计的盆花自动浇水系统包括土壤湿度的检测与控制两大部分。土壤湿度的检测与控制部分又包括了土壤湿度的检测和显示、自动浇水系统。土壤湿度的检测和显示以土壤湿度传感器为感应部件，将检测到的土壤湿度值送入89S52单片机，再由其输出到1CD屏进行显示。本设计主要包涵硬件电路各模块如：继电器电路的设计，AD转换电路的设计，电源接口电路的设计，1CD液晶显示电路的设计以及软件部分的设计与程序编写。自动浇水系统设计为智能浇水：通过单片机程序设定启动值与Y169传感器采集到的土壤湿度值相比较，当低于启动值时单片机就会输出一个信号控制电磁阀打开进行浇水灌溉。关键词：AT

2、89S51单片机，Y1-69壤湿度传感器，1CDAbstractThedesignofthepottedp1antautomaticwateringsysteminc1udingsoi1moisturedetectionandcontro1twoparts.Soi1moisturedetectionandcontro1partinc1udesthesoi1moisturedetectionanddisp1ay,automaticwateringsystem.Soi1moisturedetectionanddisp1aywiththesoi1moisturesensorfortheinducti

3、vepart,todetectsoi1moistureva1uesintotheSCMAT89C51,thentheoutputtothe1CDscreendisp1ay.Thisdesignmain1yinc1udeshardwarecircuitmodu1esuchasre1aycircuitdesign,thedesignoftheADconversioncircuit,powersupp1ydesignofinterfacecircuit,1CDdisp1aycircuitdesignandthedesignofthesoftwarepartandwriteprogram.Automa

4、ticwateringsystemdesignforinte11igentwatering:Waterpumpautomaticirrigationcontro1isasetthestartva1ueY169sensorstoco11ectsoi1humidityva1ueswerecompared,when1owerthanthestartva1ueSCMwi11outputasigna1contro1stheso1enoidva1veopenswateringirrigationthroughtheSCMprogram.Keywords:AT89S51,Y1-69soi1moistures

5、ensor,1CD.I摘要.Abstract.目录2第一章绪论31.1 选题的目的和意义31.2 自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状31. 3本次设计所采用的研究方法和手段5第二章基于单片机控制的家庭自动浇花机设计51.1 定时浇花方案的设计52. 2*3. 3基本动作原理设计6第三章STC89C52单片机介绍74. 1STC89C52RC单片机简介75. 2STC89C52RC引脚功能说明85.1 定时/计数器115.2 “看门狗”介绍18第四章硬件电路设计196. 1ADC0832AD转换器197. 2液晶显示器1CD208. 3键盘219. 4继电器2110. 5湿度传感器2311.

6、总电路连接图24第五章软件系统设计245.1主要软件系统设计245.2子程序的流程框图26第六章测试28第七章总结32参考文献32致谢33附录34第一章绪论1.1 选题的目的和意义随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。在家里养盆花可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题

7、引起；好不容易种植几个月的花草，因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”；不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机；保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。

8、1.2 自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。早在很多年前，国外就已经开始普及，国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比较可靠。不过这并

9、不太适用于国内，目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的，价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆，但是由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此国内商家已经看到了这种需求潜力。目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海，浙江一带。现在市面上所出售的自动浇花器主要有以下几类：电子类自动浇花器电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者控制器）、主管（可以是花园管也可以是47mm

10、的微喷淋管）、分水接头（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（35mm）喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等）。电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制；智能时控电路微电脑芯片控制；适用电源为AC220V50Hz;最适宜水压0.3-0.6MPa；待机功率（4VA,浇水时V12VA）；可控制连续作业时间是1分钟至168个小时；可每天自动完成十次以上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水，手动自动两用；每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为T050C;相对湿度V90%RH.玻璃、陶瓷类自动浇花器玻璃、陶瓷类自动浇花

11、器又叫自动渗水装置，它由本身材质的物理结构构成,根据器具的物理渗水原理完成自动浇灌，当自动浇水器内部存水，自身形成一定的压力，当遇到干燥的土壤，水就会自上而下的流出，当土壤湿润以后，会形成一个堵塞压力，从而导致水流速度变慢或者停止。器具工艺不同，效果也不一样,当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流的速度。当前传感器技术与单片机技术发展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透，已经和我们的日常生活息息相关。而且智能家居概念也越来越受人们的推崇，因此，微电脑控制的电子类自动浇花系统有很好的发展前景。1. 3本次设计所采用的研究方法和手段在这次设计中我选用STC89C52单片机来控制自动灌溉系

12、统，大体的步骤是通过监控土壤湿度来给花卉进行及时、适量的灌溉。研究设计的重点主要是如何协调处理好土壤湿度与灌溉控制技术、所需硬件、所需软件编程等系统各个部分之间的关系。Y1-69湿度传感器可以采集湿度信息资料，这个湿度度信息资料经过ADC0832A/D转换器转换之后，湿度模拟量进行放大就转换成了可用的数字量，接着在单片机内程序处理之下，湿度就会显示在1CD屏幕上了。与此同时我们可以利用单片机内的中断服务程序来决定是否启动水泵进行抽水,若经过判断小于启动值需要水泵进行抽水时来缓解干旱，单片机系统就会立刻地发出抽水命令经放大驱动装置把电磁阀打开进行灌溉浇水，当大于启动值时就不会启动灌溉装置，系统进

13、行再一次循环的检测。第二章基于单片机控制的自动浇花机设计1.1 定时浇花方案的设计定时定量浇花是每天规定的时间开始浇花，设置浇花时长，比如1分钟，1分钟后停止浇花。具体硬件：安装了2个三位共阳数码管和1个两位共阳数码管,用以显示时间和浇花时间的长短。按键控制时间调整和时间设置调整，并有一个按钮根据不同花卉所需水量的不同，设置浇花时间长短，在数码管上显示出来，1302芯片实现时间保持，断电时不影响时间。这里可假设每天早上7点20分自动给花卉浇水，浇花时间为1分钟，到了早上的7点20分，单片机控制智能浇花器开始浇花，单片机p2.0引脚接继电器，继电器接电磁阀，电磁阀控制水流，到了7点20分，给单片

14、机一个指令，setb02.0,三级管导通，这样继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水，1分钟时间到，给单片机一个指令C1rp2.0,这样单片机p2.0引脚输出低电平,三极管截止，继电器线圈没有电流经过，常开触点恢复为断开，电磁阀线圈失电,此时电磁阀门闭合，水流停止。这里的时间是显示在数码管上，通过按键控制，时间可调整，同时浇花的时间也可以通过按键设置，另外浇花时间的长短也可以通过按键调整。同时加入1302芯片，为了断电时不影响时间正常，防止每次断电后都要重新调整是时间。1.2 智能浇花该系统采用AT89C52单片机来实现。

15、自动灌溉系统的湿度检测电路，利用湿敏电阻对土壤湿度进行采集，电流信号通过变换得到需要的电压信号，再经过A/D转换器处理，处理之后转变为数字信号进行显示，系统将测得土壤的湿度大小，发送到1CD显示屏去显示，通过这种方式我们便可以对土壤湿度变化进行监测和控制，也可以对湿度适度范围重新设置，灌溉系统用模糊控制算法对水泵控制。自动灌溉的硬件电路由AT89S51系统电路、电源的电路、湿度传感器检测的电路、显示的1CD电路、控制按键的电路等电路共同构成的；自动灌溉系统的软件程序选用汇编语言编程。自动灌溉系统灵活可靠，制作成本比较低，在灌溉中应用前景广。2. 3基本动作原理设计我们先按万用板上设置键设定湿度大小，湿度传感器是土壤湿度Y1-69传感器，数字湿度传感器湿度测量范围为0.010.99RH,分辨率大小为0.5%RH,测量精度误差大小为正负3.0%RH；响应时间典型值为5秒；正常使用电压的大小为4.55.5伏。Y1-69土壤湿度传感器温检测到湿度大小发送到单片机并处理显示在1CD屏幕上，当检测湿度小于设定湿度大小时，单片机发出一个指令，sethp2.0,继电器的线圈通电，常开触点就闭合，于是电磁阀的线圈得电并且阀门由闭合状态变为断开状态，水泵抽水进行灌溉；当检测的湿度等于或高于设定湿度大小时，c1rp2.0,继电器的线圈失电，常开触点就断开，于是电磁