基于STC89C52RC的模拟智能灌溉系统【参考】.docx

郑州轻工业学院微控制器课程作业题目：基于STC89C52RC的模拟智能灌溉系统姓名：专业班级：学号：院 （系）：基于STC89C52RC的模拟智能灌溉系统摘 要随着农业生产水平的不断发展以及全球水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。智能灌溉控制系统就是为了解决水资源不足、提高灌溉效率而发展起来的。本文研究的单片机智能灌溉控制系统，是对土壤的湿度进行实时监控，参考实际温度值设定适宜的湿度下限值，并按照设定的湿度值进行相应的灌溉。??该智能模拟灌溉控制系统以STC89C52RC单片机为核心，主要由湿度传感器单元（通过电位器输出电压信号模拟传感器的输出信号）、按键输入单元、显示单元、水泵单元（通过继电器模拟）等组成；软件选用C语言编程。该系统的功能是：实现土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等。关键词STC89C52单片机/显示模块/存储目录1 系统总体设计11.1系统功能简述11.2系统总体设计框图12 系统硬件设计22.1 电路总原理图22.2 单片机控制电路22.3 按键输入单元42.4 湿度检测单元52.5 RTC(实时时钟)单元62.6 数码管显示单元62.7 EEPROM存储单元72.8 水泵增湿模拟单元82.9 报警输出单元93 系统软件设计103.1 程序流程图103.2 程序源代码114总结231 系统总体设计1.1系统功能简述“模拟智能灌溉系统”能够实现土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。通过电位器 Rb2 输出电压信号，模拟湿度传感器输出信号，再通过AD 采集完成湿度测量功能；通过 DS1302 芯片提供时间信息；通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，通过 LED 完成系统工作状态指示功能。系统硬件电路主要由单片机控制电路、显示单元、ADC 采集单元、RTC 单元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成。1.2系统总体设计框图图1-1 系统框图2 系统硬件设计2.1电路总原理图系统硬件电路主要由单片机控制电路、显示单元、ADC 采集单元、RTC 单元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成。硬件系统的总电路图如图2-1所示。核心控制模块由STC89C52RC芯片、排阻、复位和晶振电路组成；按键输入单元由4个独立按键组成；水泵驱动单元由继电器和绿色指示灯组成，显示单元由数码管显示模块完成，湿度数据采集和转换由单电源低功耗的8位CMOS数据采集器件PCF8591完成。图 2-1 系统总电路图2.2单片机控制电路STC89C52RC是STC公司出产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。?单片机是一个完整电路系统的核心控制部分，控制着整个系统是否能成功运行并达到设定的目标。单片机的最小系统由晶振电路和复位电路组成，如图2-2。（1）复位电路?在系统开始运行的时候，都需要对系统进行一个初始化，而在单片机的最小系统中，复位电路就是为了把电路系统初始化而存在的，复位电路的原理就是在将单片机的电阻和电容接在单片机的复位引脚RST上，实现一个上电复位，只有当复位电平持续两个机器周期以上时复位才有效。具体的数值可以由RC电路计算出来。?（2）晶振电路（时钟电路）?只要是一个完整的单片机系统，就一定会有晶振，晶振是通过一种能把机械能和电能进行相互转化的晶体在共振的状态下进行工作，从而提供稳定而精确的单频振荡。晶振在整个单片机系统里的作用是不可或缺的，它与单片机的内部电路相结合，产生一个单片机所需要的时钟频率，晶振提供的时钟频率越高，单片机的运行速度就会越快，单片对整个系统所执行的一切指令都是建立在晶振提供的这个时钟频率之上的。图 2-2单片机最小系统2.3按键输入单元本设计的按键输入单元是由4个规格为6*6*5的四脚按键构成的如图2-3所示。图2-3 按键输入按键功能如下：（1）、按键 S7 设定为系统工作状态切换按键；（2）、手动工作状态下按键 S6、S5、S4 功能设定如下：按下 S6 关闭蜂鸣器提醒功能，再次按下 S6 打开蜂鸣器提醒功能,如此循环；S5 功能设定为打开灌溉系统；S4 功能设定为关闭灌溉系统。（3）、自动工作状态下按键 S6、S5、S4 功能设定如下：S6 功能设定为湿度阈值调整按键， 按下 S6 后， 进入湿度阈值调整界面(如图 2-4所示)，此时按下 S5 为湿度阈值加 1，按下 S4 湿度阈值减 1，再次按下 S6 后，系统将