基于单片机的节水灌溉系统的设计稿与实现毕业设计稿.docVIP

毕业设计 题 目：基于单片机的智能节水灌溉的设计与实现 院 系： 信息与控制学院 专 业： 自动化 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 年 月 日 目 录 1 方案设计 1 1.1 设计任务要求 1 1.2 硬件方案设计 1 1.3 编程语言与调试环境选择 3 1.3.1 编程语言的介 3 1.3.2 调试环境的选择 3 2 智能节水灌溉系统的硬件设计 5 2.1 AT89S52单片机的硬件结构 5 2.1.1 单片机的结构及引脚 5 2.2 显示电路的设计 9 2.2.1 显示电路选择 9 2.2.2 液晶显示接口电路设计 10 2.3 A/D 转换芯片ADC0832 10 2.3.1 ADC0832 具有以下特点 10 2.3.2 ADC0832 与单片机的接口电路 11 2.4 按键电路方案的设计 12 2.4.1 按键电路的选择 12 2.4.2 按键电路的设计 12 2.5 单片机晶振电路原理及作用 13 2.6 复位电路的设计 14 2.7 报警电路的设计 15 2.8 土壤湿度传感器 YL-69 土壤湿度计检测模块 15 2.8.1 YL-69 土壤湿度计检测计特点 15 2.8.2 使用说明 16 2.9 步进电机驱动模块 17 2.9.1 步进电机简介和原理 17 2.9.2 ULN2003驱动芯片 18 2.9.3 步进电机驱动模块 18 3 系统软件设计 19 3.1 软件系统总体工作流程 19 3.2 湿度控制模块的设计 20 3.2.1 湿度控制程序流程 20 3.3 按键电路子程序 21 3.4 1602液晶显示模块设计 22 参考文献 24 附录A 硬件原理图 25 附录B 程序代码 26 附录C 实物图片 31 1 方案设计 1.1 设计任务要求 1、能够检测土壤湿度，当达到设定值时，起动灌溉系统，能够通过键盘设定不同的灌溉速度，显示灌溉状态。 2、湿度传感器对土壤多点采集信号转换后传给单片机，单片机对输入信号做出处理（灌溉与否）。显示模块将采集数据和灌溉信息显示在显示屏上。通过键盘可以设置灌溉阈值和灌溉速度。 1.2 硬件方案设计 该课题以AT89S52单片机做为主要硬件模版，通过对软件的编程来实现对土壤温度、湿度值进行多点检测，当所测的实际湿度低于警戒值时，将会自动触发灌溉控制器系统，进行自动的灌溉，该系统还可以完成手动控制灌溉，随时进行灌溉，从而也体现了人性化、多用途的现代自动化、智能化系统设计要求。 根据该设计的功能要求，确定方案： AT89S52单片机做为控制电路核心，采用模块化设计的方案。模块化设计简单地说，就是把产品的一些要素组合在一起来构成一个有特定功能的子系统，把该系统作为通用性的模块和其他的产品要素多种组合，构成新的系统，所产生多种相同功能或不相同功能、但不同性能的一系列产品。模块化是一种新的设计思想，是在传统的设计基础上新发展起来的，现在已经成为一种新的技术已被广泛应用在生活中，尤其现在正处于信息时代，电子产品不断推出新产品，应用模块化设计的产品也正在不断涌现。当代模块化设计已经被广泛应用于航空、航天、机床、电子产品等设计领域。模块化已经开始从理念转化成为比较成熟的设计方法也是绿色设计方法之一[1]。 该设计总共分为：步进电机驱动模块、湿度采集模块、液晶显示模块、A／D转换模块、报警电路。本设计中步进电机采用28BYJ48型四相八拍电机，步进电机控制电路是以驱动芯片ULN2003做为核心。湿度采集模块中核心器件是YL-69土壤湿度传感器，A／D转换模块中主要器件是ADC0832 A／D转换器，液晶显示器以LCD 1602为显示电路核心，时钟模块是以DS1302做为核心器件，再配合上键盘电路，实现对土壤湿度检测。 在本系统中，湿度灌溉系统可以分为两种控制方式：方案一闭环控制方式，方案二时间控制方式，所以用户可以在两种方式任选其一。采用方案一：用湿度采集模块把检测多处不同地点的湿度通过校准的数字信号数据处理，传送给单片机。单片机则将接收来的数据与单片机内存储的数据进行比对，如果收到的数据低于设定值，步进电机的控制电路模块将启动步进电机实行灌溉。如果收到的数据高于设定值，则步进电机不