【正文】 化，利用這一特性即可測量濕度。本設計外圍電路接有七個獨立按鍵，其中兩個作為電機手動啟停按鍵，一個作為PH值演示按鍵，剩下四個按鍵作為時鐘調整按鍵。每個獨立式按鍵單獨占有一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他I/O口線的工作狀態(tài)。綜上所述，本系統(tǒng)不但具有非常友好的人機交互界面，而且具有良好的實時控制功能，能及時響應用戶請求。灌溉進行一定的時間后自動停止，該時間由用戶加載在單片機內部數(shù)據(jù)決定。在閉環(huán)控制方式下，利用濕度采集模塊將多處不同地點檢測到的溫濕度已校準數(shù)字信號數(shù)據(jù)進行綜合處理，再傳送給單片機。模塊化設計是綠色設計方法之一，它已經(jīng)從理念轉變?yōu)檩^成熟的設計方法[3]。根據(jù)本設計的功能要求，由于時間和花費的種種問題，本設計的PH值和EC值部分先不考慮，現(xiàn)確定此方案：以AT89S52單片機為控制電路的核心，采用模塊化的設計方案。加拿大、澳大利亞和韓國等國家和地區(qū)也都有開發(fā)成功并形成系列的灌溉控制器產(chǎn)品，其中，比較有代表性的如澳大利亞的HARDIE IRRGATION公司的灌溉控制器，已形成了MICROMASTER、RAINJET等多個系列，幾十種型號的產(chǎn)品。國外一些先進國家，如美國、以色列和加拿大等，運用先進的電子技術、計算機和控制技術，在節(jié)水灌溉技術方面起步較早，并已經(jīng)日趨成熟。天津市水利科學研究所研制的溫室滴灌施肥智能化控制系統(tǒng)主要用于現(xiàn)代溫室，日光溫室作物的灌溉營養(yǎng)液施肥，環(huán)境監(jiān)測的智能控制，采用世界先進的可編程序控制器和觸摸屏控制技術，性能可靠、功能齊全、人機界面友好、操作簡單、價格低廉，此控制系統(tǒng)的控制流量為15，控制規(guī)模為1~2時，能控制24路閥門，系統(tǒng)具有人工干預灌溉施肥功能，定時、定量灌溉施肥功能，條件控制灌溉施肥功能。 國內外現(xiàn)狀國內在開發(fā)灌溉自動控制系統(tǒng)方面還處于研制、試用階段，真正能投入實際應用，且應用較廣的灌溉控制器還是很少。同時隨著人工智能技術的發(fā)展，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術也為節(jié)水灌溉控制器的研發(fā)開辟了廣闊的應用前景。隨著中國農業(yè)現(xiàn)代化進程的加快、農業(yè)結構的調整、以及我國加人世貿組織等因素，可以預計對農業(yè)灌溉自動化技術的要求會越來越高，灌溉控制器在我國將有巨大的市場。灌溉時間一到，驅動電路則停止驅動步進電機，灌溉停止。本課題以AT89S52單片機為主要硬件模塊，通過軟件編程實現(xiàn)對土壤溫度和濕度進行多點檢測，當所測的實際濕度低于警戒值時，將觸發(fā)灌溉控制器裝置，進行自動灌溉，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)時間控制方式，隨時灌溉，從而也體現(xiàn)了多用途、人性化的現(xiàn)代智能化系統(tǒng)設計要求。隨著科技不斷進步，經(jīng)濟高速發(fā)展，生產(chǎn)力極大提高以及人口只增不減，水資源危機開始顯現(xiàn)并日漸明顯。 LCD12864。在閉環(huán)（自動）模式下，該系統(tǒng)能自動對土壤的溫濕度進行檢測，當實際濕度低于警戒值時單片機自動啟動步進電機進行灌溉。自動控制節(jié)水灌溉技術的高低代表著農業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展狀況，灌溉系統(tǒng)自動化水平較低是制約我國高效農業(yè)發(fā)展的主要原因，節(jié)水灌溉作為一項現(xiàn)代化的工程技術，無論是工程節(jié)水、農業(yè)節(jié)水，還是管理節(jié)水都必須建立在節(jié)水灌溉設備實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的基礎上。節(jié)水灌溉技術是為了解決水資源不足，提高灌溉效率而發(fā)展起來的現(xiàn)代灌溉技術之一。關鍵詞：AT89S52；DHT11溫濕度傳感器；ULN2003達林頓驅動；LCD12864 ；DS1302IIABSTRACTIn recent years, along with the global water resources is nervous, countries in the world explore actively effective ways and measures of watersaving. Automatic control the discretion of watersaving irrigation technologies represents the agricultural modernization, low level of the development situation of irrigation system automation bee the main cause of restricting highefficient agriculture development, watersaving irrigation is a modern engineering technology, whether engineering section water, water saving, or management of agricultural water must be based on the basis of watersaving irrigation equipment realizing industrialization production. Watersaving irrigation technique is used to deal with the water shortage, improve irrigation efficiency and be developed into one of the modern irrigation techniques.This topic design an intelligent irrigation system, this system select the AT89S52 SCM as control core, adopt the modularizing design scheme, which contain the temperature and humidity acquisition module, PH value detection module, clock module, stepping motor control module, keyboard interface module and LCD and humidity sensor is selected as the core of temperature and humidity acquisition module, clock module is mainly posed of the clock DS1302 and crystal of , stepping motor control circuit module adopted reach linton drive chip ULN2003, display circuit module is mainly consisted of the LCD12864 constitutes. In the loop (automatically) mode, the system can automatically detect on soil temperature and humidity, when actual humidity under alert value singlechip microputer automatic start stepping motor for irrigation.Key Words：AT89S52。DS1302目 錄1 緒論 1 引言 1 課題來源 1 國內外現(xiàn)狀 22 方案設計與論證 4 總體方案論證 4 鍵盤電路 5 6 6 73 系統(tǒng)硬件電路設計 9 AT89S52單片機的硬件結構 9 9 AT89S52最小系統(tǒng) 12 直流穩(wěn)壓電源的設計 13 濕度采集模塊 14 溫濕度傳感器的原理 14 pH值檢測裝置 17 19 19 DS1302 內部寄存器 21 22 22 23 25 25 ULN2003驅動芯片 25 264 系統(tǒng)軟件設計 27 程序設計 27 28 12864 LCD顯示子程序設計 30結 論 35參考文獻 36致 謝 37附錄一 總體電路圖 38附錄二 源程序 391 緒論 引言水是一切生命過程中不可替代的基本要素，也是維系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎資源。隨著中國農業(yè)現(xiàn)代化進程的高速發(fā)展、農業(yè)結構的調整以及我國加入世貿組織等因素，節(jié)水灌溉自動化技術的要求越來越高，灌溉控制器在我國有著巨大的市場。根據(jù)本設計的功能要求，可確定此方案：以AT89S52單片機為控制電路的核心，采用模塊化的設計方案。在時間控制方式下，用戶通過鍵盤輸入進行灌溉的時間，時間一到，灌溉停止。節(jié)水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發(fā)展。而國內在灌溉控制器的研制方面還沒有形成規(guī)模大、應用范圍廣的成套灌溉控制產(chǎn)品。在開發(fā)的產(chǎn)品中有著代表性的如中國農業(yè)機械化研究院聯(lián)合多家單位研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統(tǒng)。北京澳作生態(tài)儀器有限公司的澳作智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)可與各種滴、噴灌系統(tǒng)連接，實時監(jiān)測土壤墑情，根據(jù)要求自動灌溉。這些國家從最早的水力控制、機械控制，到后來的機械電子混合協(xié)調式控制，到現(xiàn)今應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制等，控制精度和智能化程度越來越高，可靠性越來越好，操作也越來越簡便。其中HR6100系列成本較低，是一種小型自動灌溉控制器，主要是面對家庭庭院和小面積的商業(yè)綠化場地的灌溉，而MICROMASTER，系列產(chǎn)品是HARDIE公司為進行大面積灌溉而開發(fā)的控制器。所謂的模塊化設計，簡單地說就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構成一個具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進行多種組合，構成新的系統(tǒng)，產(chǎn)生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產(chǎn)品。本設計總分為六大模塊：溫濕度采集電路模塊、PH值檢測模塊、時鐘模塊、鍵盤接口電路模塊和液晶顯示電路模塊、步進電機控制電路模塊。單片機將接收到的數(shù)據(jù)和單片機內存的數(shù)據(jù)進行比較，若收到的數(shù)據(jù)低于設定的數(shù)值，則步進電機控制電路模塊啟動步進電機進行灌溉。用戶可通過灌溉方式切換鍵切換到時間控制方式。系統(tǒng)支持的灌溉方式靈活多樣，用戶可根據(jù)實際情況進行模式選擇。獨立式按鍵接口電路配置靈活，軟件結構簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O口線浪費較大。因為本設計所用的I/O口不是很多，而且需要的按鍵數(shù)目不多，故選用獨立式鍵盤。 濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。但由于符合應用要求的土壤濕度傳感器購買麻煩、價格昂貴且在最后演示時還得需要土壤樣本，故本設計選取了空氣濕度溫度傳感器作為替代。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。溫濕度傳感器DHT11外觀圖如圖23所示。主要由微處理器（CPU）、存儲器、I/O接口三大功能部分通過總線有機連接而成，在外部通過I/O接口配置各種外部設備就構成微機的硬件系統(tǒng)[7]。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。在 flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令 字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。對P2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。為了執(zhí)行內部程序指令，EA應該接VCC。 AT89S52最小系統(tǒng) 在本設計中，AT89S52單片機的P0口用于單片機與LCD12864之間的數(shù)據(jù)傳送，~ 。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。AT89S52最小系統(tǒng)接線如圖32所示，在XTAL，在RESET端接上相應的電阻、電容，如需要按鍵復位，加上按鍵即可組成一個最小系統(tǒng)，按要求通電后，系統(tǒng)就可以工作了。只要RST保持高電平，單片機就循環(huán)復位。但復位不影響單片機內部的RAM狀態(tài)。整流電路的作用是將交流電壓U2轉換成脈動的直流電壓U3。整流濾波后得到的直流輸入電壓U4接在LM7805輸入端和公共端之間，在LM7805的輸出端即可得到穩(wěn)定的+5V輸出電壓U5。 ②數(shù)字信號輸出，從而減少用戶信號的預處理負擔。 ⑤全部校準。其中，濕度為高16位。⑨ 測量濕度范圍從20％RH到90％RH；測量溫度范圍從0℃到50℃。另外，建議連接線長度短于20時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻。 1. 通訊過程如圖36所示 圖36 通訊過程總線空閑狀態(tài)為高電平,主機把總線拉低等待DHT11響應,主機把總線拉低必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測到起始信號。由于肥料一般或呈堿性，或溶于水后，在作物所能承受的濃度范圍內pH大于農藝要求，故施肥時，往往加酸，在本論文中，“pH調節(jié)液”一般指酸。后通過A/D轉換芯片0809，將模擬信號轉換成數(shù)字信號傳送到單片機。START上升沿時，復位ADC0809：START下降沿時啟動芯片，開始進行A/D轉換；A/D轉換期間，START應保持低電平。CLK——時鐘信號。EOC=0,正在進行轉換；EOC=1,轉換結束。D0為最低位，D7為最高。Vcc——+5V電源。另