基于单片机的盆花自动浇水控制系统设计.docx

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1、目录摘要1关键词1I前言2I1选题的H的和意义21. 2自动浇花器的诞生背景及国内外开展现状21.3毕业设计采用的研究方法和手段42AT89C51单片机42,1AT89G51单片机的根本组成42.2AT89C51主要特性52. 3管脚说明62. 4AT89C51单片机的存储器82. 4:.1程序存储器82. 4.2数据存储器82. 5振荡电路和时钟92. 6AT89C51的中断系统102, 6.1中断系统结构和中断控制IO3, 6.2中断响应过程112. 7定时器/计数器122.7. 1定时器/计数器0和1的简介132. 7.2定时器/计数器0和1相关的特殊功能存放器133温湿度传感器143.

2、1数字温湿度传感器SHT-Il143, 2SHT-11的特性154, 2.1SHT-Il的特点155, 2.2SHT的详规格163. 3SHT71的弓I脚163. 4SHTT1的内部命令与接口时序173. 4.ISHT-Il的命令顺序及命令时序173. 4.2SHT-11的内部命令184. 4.3SHT-11的状态存放器185. 5硬件接口196. 6恢复处理204DS13O2时钟芯片207. 1DS13O2时钟芯片的简介208. 2引脚219. 3命令字节215液晶显示器LCD2410. 1液晶显示器的分类2411. 2ATMPIRE128X642512. 2.ILCD128X64引脚功能2

3、613. 2.2KS0108控制器指令功能2614. 2.3应用说明286盆花自动浇水系统的设计2815. 1土壤温湿度检测与控制2816. 2硬件电路的设计296.3系统软件的设计337结论36参考文献36致谢37附录38基于单片机的盆花自动浇水控制系统设计摘要：本次设计的盆花自动浇水系统包括上壤温湿度的检测与控制和蓄水箱自动上水及水位报警两大局部。上壤温湿度的检测与控制局部乂包括了土壤温湿度的检测和显示、自动浇水系统。土壤温湿度的检测和显示以温湿度传感器SHTTI为感应部件，将检测到的土壤温湿度值送入AT89C51单片机，再由其输出到LCD屏进行显示。自动浇水系统设计为智能和手动两个局部：

4、智能浇水局部是通过单片机程序设定浇水的上下限值与SHT-Il送入单片机的土壤湿度值相比拟，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制电磁阀翻开，开始浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水；手动局部是由单片机从时钟芯片DS1302读入月份与每天的实时时刻，通过软件程序设定定时浇水的时间与浇水的量。关键词：AT89C51单片机SHTTI温湿度传感器LCDDS1302时钟芯片C51程序数字电路PottedplantwateringcontrolsystembasedonPLCAbstract:Thedesignoftheautomaticwateringsysteminclud

5、essoilpothumiditydetectionanddisplay,automaticwateringandstorageboxautomaticwaterandwaterlevelalarmthreeparts.S-oiltestinganddisplayoftemperatureandhumiditysystemtakesTemperatureandhumiditysen-sorSHT-11asinductivecomponents,itwilldetectthesoiltemperatureandhumidityvalueandinputthevaluetotheAT89C51mi

6、crocontroller,thenthetemperatureandhumidityvaluewillbeoutputtoLCDscreendisplayed.Automaticwateringsystemdesignforintelligenceandmanualtwoparts.Intelligentwateringpartthroughthemicrocontrollerprogramsettingtheupperandlo-werwaterattained,thencomparingthisupperandlowerwaterattainedWiththevalethatIhroug

7、-hingSHTlIIinputtingtothemicrocontroller.WhenbelowthelimitSCMoutputsasignaltoo-peningtheElectromagneticvalve,andStartwatering.ifAbovetheupperlimitVaIUe,theSCMwilloutputanothersignaltoTurnningofftheElectromagneticvalve,andStopwatering.ManualpailreadthetimefromtheclockchipDS1302bymicrocomputer.Through

8、softwareprogramIosettingtheregularwateringtimeandWateringamount.StorageboxWaterlevelcontrolsystemu-sesPurehardwarecontrol.Keywords三AT89C51microcontroller;SHT-11temperatureandhumiditysensor;LCD;clockchipDS13O2;C5Iprogram;Digitalcircuit1前言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

9、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，比方工作太忙或者出差、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；保存吧，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

10、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.1.2 自动浇花器的诞生背景及国内外开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，从而到达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，

11、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，通过相应的改良，到达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,但质量比拟可靠。不过这并不太适用于国内，目前国内外比拟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，价格比拟低廉，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

12、就是浇水问题，研究说明花草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：（1）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4/7mm的微喷淋管）、分水接头（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（3/5mm）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AC220V/

13、50Hz;最适宜水压0.3-0.6Vpa；待机功率4VA,浇水时12VA）: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TO50C；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，当遇到枯燥的土壤，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

14、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开展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透，己经和我们的H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开展前景。1.3 毕业设计所采用的研究方法和手段本次毕业设计是设计一种单片机控制的自动浇水系统,实现室内盆花浇水的自动化系统。该系统可对土壤的温湿度进行监控,并对作物进行适时、适量的浇水。其核心是单片机和温湿度传感器以及浇水驱动电路构成的检测控制局部。主要研究土壤湿度与浇水量之间的关系、浇灌控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个局部。检测局部,单片机选用AT89C51单片机,温湿

15、度传感器选用SHTIl温湿度传感器。SHT-Il采用COMSenS专利传感器技术将温度湿度传感器、A/D转换器、数字接口、校准数据存储器、标准I2C总线等电路全部集成在一个芯片内。软件选用C51语言编程。土壤温湿度传感器可将检测到的土壤温湿度模拟量放大转换成数字量通过单片机内程序控制精确的将温度与湿度分别显示在LCD显示屏上，同时通过单片机内的中断效劳程序判断是否要给盆花浇水,假设需浇水,那么单片机系统发出浇水信号,并经放大驱动设备,开启电磁阀进行浇水,假设不需浇水,那么进行下一次循环检测。在浇水系统中也同时设计一个手动浇水局部，系统工作时通过设置键的按下与否来选择浇水系统的工作方式。土壤浇水驱动电路采用继电器开关电路，蓄水箱水位报警以及自动上水局部采用纯硬件控制2 AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-FaIShProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMoS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51单片机为很多嵌入