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咔嚓大学本科生毕业论文 单片机土壤湿度的测控 绪论 国外灌溉自动化的发展情况 国际上,以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。 在大规模的现代化农业生产过程中，自动控制土壤湿度不仅对作物生长具有重要意义，而且对充分合理利用有限的水资源，降低农业生产成本，改变农作物耕作的传统粗放模式，也具有深远的现实意义。本文介绍的土壤湿度单片机控制系统具有如下特点:①基准土壤湿度范围(上、下限)可任意设置和显示。②当实际土壤湿度在基准土壤湿度值范围内或大于等于湿度值上限时，系统保持停止喷灌状态;当实际土壤湿度小于基准湿度下限时，保持喷灌状态，直到实际土壤湿度大于上限值时停止喷灌。其实用性、抗干扰能力和可靠性大大提高。④湿度传感器采用石墨电极探头，不易腐蚀，寿命长，成本低。⑤检测灵敏度高，迅速。 控制系统硬件简介 2.1 系统总介绍 整个控制系统由8051单片机最小系统、传感器电路、模数A/D转换电路、基准湿度上下限值设置与显示电路和开关量输出喷灌控制电路等组成(见图1) P2P1 P2 P1 P3 P0 8051 P3 4位显示 键盘 停止、灌溉控制 74LS373 ADC0809 传感器电路 8051最小系统 8051 最小系统是整个系统的控制处理中心，主要完成基准湿度上下限的设置与显示、湿度检测过程中湿度值的采集、运算处理和输出控制等。它由8051单片机、锁存器74LS373和ADC0809组成。 2．3 湿度传感器电路 它将土壤湿度的非电量值变成能反映湿度大小的电信号值，并将此电信号变换成A/D转换器能处理的0-5V模拟电压信号。对它的要求是输出的电信号能正确反映湿度值的大小，传感器工作寿命长，稳定性和线性良好。湿度传感器采用一对石墨电极探头，电极探头之间的电压与土壤湿度的关系一一对应，土壤湿度不同，电极探头输出的电压也不同，这种关系能很好地反映出来。 湿度传感器的基本原理结构是这样的：两个金属电极分别安装在一个绝缘的物体上，而且两个金属电极伸出来，互相不连通，把湿度传感器插入地下深处后，两个金属电极就和大地相连通，大地做导体，所以，当大地的湿度很大时，既水分很多，那么大地的电阻就会很少；而当大地的湿度很低时，由于这时候土地的水分含量少，所以呈现的电阻就很大，这样，在湿度传感器的两端接上一个电源，外面再设计一些电路，就可以把土壤湿度的大少用电压或者电流来表示出来。这样就实现了非电量到电量的转换。然后就再经过运算放大电路把电压或者电流放大，送到A/D转换器转换成单片机能直接处理的数据，这样就可以交给电脑来运算处理了。 2．4 A 它将湿度传感器送来的。5V模拟电压信号转换为能被计算机接收处理的数字信号。对模数转换电路的要求是转换线性和精度良好。A/D模数转换电路采用ADC0809，它可实现8路转换，满足湿度多点检测的需求。 2.5基准湿度上下限设置与显示电路 这部分电路通过单片机P3口的两个外部中断引脚外接的2个独立式按键完成基准湿度上下限值的设置，湿度设置基准值的大小通过单片机P1口外接的4只LED数码管显示器显示。 2.6 开关输出控制喷灌电路 单片机将采集到的湿度数字量与预先设置的基准湿度上下限值进行运算比较处理后，从P2.0端口输出驱动电磁伐，从而打开电磁阀进行喷灌控制。 所用主要芯片介绍 3.1 8051简介: 3.1.1. 8051是MCS-51系列单片机中的最具代表产品，是美国英特尔公司的8位高档单片机系列 ,也是我国目前应用最为广泛的一种单片机系列.其引脚排列如下图: 3.1.2. 8051内部包括8位中央处理器，4KbROM,硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时/计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。MCS-51的地址线为16条，可寻址范围为64kB。 3.1.3 MCS-51采用的是复杂指令系统计算机技术,最大的特点是指令丰富,可以灵活编程,适合用在复杂的控制领域. MCS-51单片机的工作频率为2-12MHz。8051有各种完善的中断源，用户可方便地使用。 3．2 ADC0809简介: 3.2.1 主要特性1）8路8位