【正文】 顯示起始行設(shè)置，地址指針設(shè)置和數(shù)據(jù)讀/寫等指令。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示。當(dāng)單片機 21腳輸出高電平時，經(jīng)三極管放大，使繼電器吸合。 C 語言一共只有32 個關(guān)鍵字， 9 種控制語句，程序書寫形式自由，區(qū)分大小寫。 C 語言把括號、賦值、強制類型轉(zhuǎn)換等都作為運算符處 理。能用來實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運算。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟?清晰，便于使用、維護以及調(diào)試。 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 主程序 程序流程圖 主程序流程圖 本系統(tǒng) 主程序 啟動后，對系統(tǒng)進行初始化，調(diào)用顯示程序，報警子程序和按鍵處理子程序， 進行鍵碼識別， 溫 濕度 處理及 顯示， 超 限報警和處理， 流程圖如圖 。發(fā)布一組測量命令（‘ 00000101’表示相對濕度 RH，‘ 00000011’表示溫度 T）后，控制器要等待測量結(jié)束?？刂破髟谠俅斡|發(fā) SCK 時開始 軟件初始化，硬件初始化 調(diào)用溫濕度轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)用鍵盤掃描子程序 調(diào)用執(zhí)行及報警子程序 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 鐘前，必須等待這個“數(shù)據(jù)備妥”信號來讀出數(shù)據(jù)。 程序流程圖如圖 所示。系統(tǒng)軟硬件調(diào)試的目的 是通過控制程序和硬件電路的配合工作，進行一些操作，以驗證系統(tǒng)的軟、硬件是否能夠完成設(shè)計的功能。按照測試性質(zhì)的不同可分為電壓測試和信號測試兩種。 在系統(tǒng)的硬件 設(shè)計 過程中， 當(dāng)硬件設(shè)計從布線到焊接安裝完成之后，就開始進入硬件調(diào)試階段，調(diào)試 主 要包括 脫焊、 錯線、開路、短路。 排除元器件失效 ， 造成這類錯誤的 原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了；另一個是由于安裝錯誤，造成器件燒壞。 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 軟件調(diào)試 程序編寫完畢后，進行軟件整體調(diào)試。創(chuàng)建項目，把編寫的程序進行調(diào)試編譯。 軟硬件綜合調(diào)試 若濕度高于設(shè)置的正常范圍，則“高 濕 報警 ”燈亮，顯示當(dāng)前濕度值，濕度單位為 rH，仿真結(jié)果如圖 所示。 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 圖 溫度過低時的軟件仿真現(xiàn)象 按切換鍵 進入 濕度上下限 設(shè)置模式，設(shè)置上限值，按 “加 1”鍵加 1，按 “減1”鍵減 1，仿真結(jié)果如圖 所示。 圖 濕度過低時的軟件仿真現(xiàn)象 若溫度高于設(shè)置的正常范圍，則“高溫報警”燈亮，顯示當(dāng)前溫度值，溫度單位為℃，仿真結(jié)果如圖 所示。如果不能，查找錯誤進行修改直到達到設(shè)計需要。相對 溫 濕度通過 SHT10 內(nèi)部電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之成一定 關(guān)系的頻率信號，用這種測量頻率法測出方波信號的頻率，從而也就測出了空氣中的相對濕度。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤 。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng) 的檢查 以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。測試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果基本一致，保證了系統(tǒng)按照設(shè)計的思路正常運行。 硬件電路系統(tǒng)測試首先是保證各個元件之間以及各個模塊之間的連接正確并且接觸良好，這是整個硬件電路系統(tǒng)正常工作的前提。 程序流程圖如圖 所示。 圖 LCD1602 顯示流程圖 鍵盤掃描子程序 流程圖 鍵盤設(shè)置部分共三個按鍵，“切換鍵” K3 有三個功能，分別是設(shè)置上限，設(shè)置下限和確定， K1 鍵為“加 1”設(shè)置， K2 鍵為“減 1”設(shè)置， 按設(shè)置鍵一次進入濕度上限報警值，按參數(shù)加 /減鍵可以對參數(shù)進行設(shè)置；按設(shè)置鍵兩次進入濕度下限報警值，按參數(shù)加 /減鍵可以對參數(shù)進行設(shè)置；按設(shè)置鍵三次進入溫度上溫濕度傳感器初始化 發(fā)送地址命令 等待應(yīng)答命令 發(fā)送溫濕度轉(zhuǎn)換命令 等 待轉(zhuǎn)換應(yīng)答命令 溫濕度轉(zhuǎn)換 開始 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 限報警值，按參數(shù) 加 /減鍵可以對參數(shù)進行設(shè)置；按設(shè)置鍵四次進入溫度下限報警值，按參數(shù)加 /減鍵可以對參數(shù)進行設(shè)置；按設(shè)置鍵五次進入倒計時時間設(shè)置，按參數(shù)加 /減鍵可以對參數(shù)進行設(shè)置；按設(shè)置鍵六次進入界面菜單，此時加 /減鍵無效。確切的時間隨內(nèi)部晶振速度，最多可能有 30%的變化。用一組“ 啟動傳輸”時序，來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)某跏蓟?。語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大，雖然 C 語言也是強類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。另外 C 語言具有強大的圖形功能，支持多種顯示器和驅(qū)動器且計算功能、邏輯判斷功能強大，同時對于不同的編譯器也有各種編輯方式。靈活使用各種運算符可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運算。 C 語言可以像匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作，而這三者是計算機最基本的工作單元。 控制設(shè)備K1RelaySPSTU?Optoisolator1Q12N3904D1Diode+5 VCCVCCVCC150R71KR?1KR?交流電P27 圖 灌溉執(zhí)行模塊 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 5 章 軟件 程序的 設(shè)計 軟件工具概述 灌溉控制系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)軟件采用 C 語言 編程，實現(xiàn)對濕度的實時監(jiān)測及顯示，包括信號采集， 轉(zhuǎn)換，顯示及報警等模塊。 如圖 所示。 如圖 所示。 (1)主要特性： ①作電壓位 +5V177。 硬件介紹 SHT10 溫濕度傳感器模塊 準(zhǔn)備測溫時首先要對 SHT10 發(fā)送復(fù)位連接命令，然后等待 11ms，接著初始化 SHT10，初始化成功后， SHT10 接收單片機的命令，啟動溫度傳輸命令，然后將溫度保存起來，再啟動濕度傳輸命令，然后將濕度保存起來，返回。 由能隙材料 PTAT (正比于絕對溫度 ) 研發(fā)的溫度傳感器具有極好的線性。 由于實際溫度與測試參考溫度 25℃ (~77℉ )的顯著不同，濕度信號需要溫度補償。如 12位精度測量，每秒最多測量 2 次。為避免數(shù)據(jù)發(fā)生沖突， MCU 應(yīng)該驅(qū)動 DATA 使其處于低電平狀態(tài)，而外部接 1 個上拉電阻將信號拉至高電平。 ⑤ 串行數(shù)據(jù) (DATA)。電源引腳 (VDD 和 GND)之間可增加 1 個100nF 的電容器，用于去耦濾波。 ℃ (25℃ )。 圖 單片機復(fù)位電路原理圖 SHT10 溫濕度采集部分電路的設(shè)計 采用 CMOS 過程微加工專利技術(shù)制成的 SHT10，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和出色的長期穩(wěn)定性。本系統(tǒng) 采用的晶振為 12MHz，所以每個機器周期為 1181。 利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器和兩個電容就構(gòu)成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 FLASH存儲器編程時，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每 個機器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN信號。對 FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。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(nèi)容。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。對 P1 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。 表 一 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷 時鐘頻率 024MHz 2 個串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個外部中斷源 共 6 個中斷源 2 個讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 （ 2）管腳說明： P0 口： P0口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。另外， STC89C52 可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 （ 1） 主要功能描述 ： 使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。然而，定時器 2 的標(biāo)志位 TF2 在定時器溢出的那個機器周期的 S2P2 狀態(tài)置位，并在同一個機器周期內(nèi)查詢到該標(biāo)志。 注意表 5 中的 為保留位，在 STC89C51 中 也是保留位。它包括單片機的選擇、時鐘系統(tǒng)設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、簡單 I/O 擴展、掉電保護等。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小， 更容易集成進復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 (1)信號采集：由溫度傳感器、模塊濕度傳感器模塊和 1302 模塊組成； (2)信號分析：由單片機 STC89C52 組成； (3)信號處理：由液晶顯示模塊組成。 按鍵設(shè)置部分采用獨立式按鍵設(shè)計，通過按鍵設(shè)置土壤溫濕度相關(guān)參數(shù)。干、支管內(nèi)徑一般為，由高壓聚乙烯或聚氯乙烯制成； 為預(yù)防生物堵塞，往 往在望料中添加炭黑，各級管道之間均用二通、三通、四通、旁通連接 。 滴灌 的缺點是：投資較高，滴頭容易堵塞。 滴灌系統(tǒng)簡介 目前在我國，漓灌主要應(yīng)用于大田棉花、溫室大棚、果園及綠化帶等。 (2)相對含水量 相對含水量是指土壤自然含水量占某種水分常數(shù)的百分?jǐn)?shù)。一般認(rèn)為土壤中 的水分占土壤田間持水量的 75%90%最好，這時土壤中的水分最適合作物的生長。 當(dāng)行播作 物株距較密時，為了適應(yīng)栽培的需要可采用線水源滴頭，其上出水口較密，各濕潤體相互搭接形成濕潤帶，作物就從這個濕潤帶里吸收養(yǎng)分和水分。特別適用于甘肅、新疆等高溫、風(fēng)大地區(qū)。所謂滴灌就是利用安裝在末級管道上的滴頭，或與毛管制成一體的滴灌帶，將壓力水以水滴狀均勻而緩慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技術(shù)。微灌的方式也從最初單沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 一的滴灌發(fā)展成為包括滴灌、微噴灌、涌流灌和滲灌等多種灌水技術(shù)，主要應(yīng)用于溫室大棚、果園移經(jīng)濟作物的灌溉上，部分干旱缺水地區(qū)利用窯窖蓄水在大田糧食作物灌溉上也使用了滴灌技術(shù)。由于國家對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉越來越重視，投入相對增加，各地紛紛建立了設(shè)施農(nóng)業(yè)的示范點，并且通過引進以色列、美國、法國、韓國等國的部分先進技術(shù)和設(shè)備，因此使國內(nèi)溫室大棚微灌技術(shù)有了較大的發(fā)展。 微灌在我國主要用于果樹等經(jīng)濟作物、溫室大棚、城市園林美化景觀等，近年來在新疆棉花灌溉也有了較大面積的應(yīng)用。 微灌是一種現(xiàn)代化的精細高效節(jié)水灌溉技術(shù)，具有省水、節(jié)能、適應(yīng)性強等特點，微灌技術(shù)是當(dāng)前世界上諸多節(jié)水灌溉技術(shù)中省水率最高的一種先進節(jié)水灌溉控制技術(shù)，相對于地面灌和噴灌而言，微灌屬局部灌溉、精細灌溉，水的利用率最高，約比地面灌溉節(jié)水 50％ 60％，增產(chǎn) 20％ 30％，比噴灌溉省水 15％ 20％。字符型液晶顯示屏已經(jīng)成為了單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件之一。 方案 2 中的矩陣式鍵盤用于按鍵數(shù)目較多的場合，在本次設(shè)計中僅需要三個按鍵，獨立式鍵盤更適用于本次設(shè)計，所以選用獨立式鍵盤接口對相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置。 ℃ (25℃ )。該傳感器由 1 個電容式聚合體測濕元件和 1 個能隙式測溫元件 組成，并與 1 個 14 位 A/D 轉(zhuǎn)換器以及 1 個 2wire 數(shù)字接口在單芯片中無縫結(jié)合，傳感器芯片都在極為精確的濕度腔室中進行標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式儲存在 OTP 內(nèi)存中，用于內(nèi)部的信號校準(zhǔn)。 方案二 ： 選擇的是時域型濕度傳感器。 方案二：采用 STC89C51 芯片作為硬件核心，采用 FlashROM，內(nèi)部具有4KBROM 存儲空間，能于 3V的超低壓工作，而且 與 MCS51 系列單片機完全兼 80C51 單 片 機 作物土壤 灌溉倒計時 電路 超限報警 電路 LCD 顯示電路 FDR 型溫 濕度傳感 器 A/D 轉(zhuǎn)換器ADC0809 矩陣式鍵盤 執(zhí)行機構(gòu) FDR 型溫 濕度傳感 器 沈陽航空 航天大學(xué) 電子 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 容，但是運用于電路設(shè)計中時由于不具備 ISP 在線編程技術(shù)， 當(dāng)在對電路進