【正文】 首先是鍵盤掃描子程序流程圖如圖 所示 ： 開 始初 始 化鍵 1 是否 銨 下鍵 2 是否 銨 下鍵 3 是否 銨 下鍵 4 是否 銨 下鍵 5 是否 銨 下濕 度 是否 正 常濕 度 與 時 間的 切 換濕 度 與 時 間加 1濕 度 與 時 間減 1當(dāng) 前 與 設(shè) 定切 換上 下 限 切 換報 警 、 控 制 調(diào)節(jié) 濕 度NNNNNNYYYYYYY 圖 鍵盤掃描流程圖 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 其次是按鍵消抖程序流程圖如圖 所示： 開 始是 否 有鍵 閉 合延 時 去 抖是 否 有鍵 閉 合掃 描 取 得 鍵 值閉 合 鍵釋 放 否結(jié) 束NYYYYNN 圖 按鍵消抖流程圖 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 此部分紹介了對設(shè)計系統(tǒng)的軟件調(diào)試和硬件調(diào)試，硬件調(diào)試以完成，對基本元器件的接線都以連接，因此這章主要對軟件進(jìn)行調(diào)試。 另一種是采用專用的鍵盤 /顯示器接口芯片，這類芯片中都有自動去抖動的硬件電路 [6]。 其程序流程圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 開 始寫 入 上 下 限 溫濕 度 值讀 取 溫濕 度 值與 上 下 限 溫 濕度 值 比 較在 其 范 圍 內(nèi) 則只 顯 示高 于 上 限 值 或低 于 下 限 值 則報 警 圖 報警電路模塊程序流程圖 第六節(jié) 按鍵處理 一、按鍵消抖編程 一般情況下，鍵盤采用機(jī)械彈力開關(guān)來反映一個電壓信號的開、斷。寫指令的時候要求 E 為高脈沖， RS=1（不同點(diǎn)）。其中 I2C 總線以同步串行兩線方式進(jìn)行通信 (1 條時鐘線，1 條數(shù)據(jù)線 )， SPI 總線則以同步串行三線方式進(jìn)行通信 (1 條時鐘線， 1 條數(shù)據(jù)輸入線 ， 1 條數(shù)重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 據(jù)輸出線 )，而 SCI 總線是以異步方式進(jìn)行通信的 (1 條數(shù)據(jù)輸入線， 1 條數(shù)據(jù)輸出線 )。 第二節(jié) 初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設(shè)定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容： ① 單片機(jī)初始化以及各種引腳定義。 圖 SHT11 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DATA GND VDD 濕度傳感 溫度傳感 放大器 14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 標(biāo)定儲存 I2C 總 線 接 口 SCK 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 第七節(jié) 系統(tǒng)整體硬 件電路圖 系統(tǒng)硬件電路圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)整體硬件電路圖 第八節(jié) 本章小結(jié) 本章硬件設(shè)計是為了設(shè)計的思路清晰，對各個部分都要求很慎重，比如單片機(jī)選擇問題，考慮到了很多因數(shù)：抗干擾、節(jié)約性、方便、速度快等方面，而且從實際的使用仿真角度出發(fā)，由于一些老的芯片已經(jīng)完全停產(chǎn)了，所以不利于購買，因此放棄了一些芯片的選擇，最后選擇功能比較全面的 AT89C51，適合該設(shè)計的需要。此功能主要為了比較加熱前后的溫度和濕度值，可以綜合驗證兩個傳感器元件的性能。 SHT11 傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)預(yù)先存在 OTP 內(nèi)存中。 該芯片廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、汽車、消費(fèi)電子、自動控制等領(lǐng)域。兩步即可確定按鍵所在的行和列，從而識別出所按的鍵。 第 2 步，識別出哪個按鍵被按下。 由于矩陣式鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號配合，才能確定閉合鍵位置。 當(dāng)某一按鍵按下時，對應(yīng)的檢測線就變成了低電平，與其他按鍵相連的檢測線仍為高電平，只需讀入 I/O 輸入線的狀態(tài)，判別哪一條 I/O 輸入線為低電平，很容易識別哪個鍵被按下。為了確保對一次按鍵動作只確認(rèn)一次按鍵有效，必須消除抖動期 t1 和 t3 的影響 [4]。 ② 識別哪一個鍵被按下，并求出相應(yīng)的鍵值。當(dāng) RS 和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 1602 型 LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn) 。當(dāng) 輸出高電平時，晶體管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端獲得約 +5V 電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平，晶體管截止，蜂鳴器停止發(fā)生 [7]。圖中的阻容參數(shù)適于 6MHz 時鐘 [6]。 最簡單的上電自動復(fù)位電路如圖 所示。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。 EA ： 訪問程序存儲控制信號。 二、 MS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示： 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 C P U時 鐘 電 路P 0P 3 P 2 P 1T X DR X DI N T 0I N T 1并 行 接 口串 行 接 口中 斷 系 統(tǒng)定 時 / 計 數(shù) 器R A M R O MT 0T 1 圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 三、 MS51 單片機(jī)的引腳及功能 P0 口： P0 口是一個三態(tài)雙向口，可作為地址 /數(shù)據(jù)分時復(fù)用接口，也可作為通用的 I/O 接口。用戶可以根據(jù)不同的需要設(shè)計各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)。 三、性價比 單片機(jī)除體積小、功耗低等特點(diǎn)外，最大的優(yōu)勢在于高性能價格比。℃ 在 25℃ 時； 溫度響應(yīng)時間 ： ≤20秒； 溫度測量重復(fù)性 ： 177。 A T 8 9 C 5 1 單 片 機(jī) 控 制模 塊顯 示 模 塊時 鐘 和 復(fù) 位 模 塊按 鍵 模 塊傳 感 器 模 塊報 警 電 路 模 塊驅(qū) 動 電 路電 磁 閥電 源 模 塊 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計方框圖 第 三 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計方案 本系統(tǒng)主要由電源模塊、單片機(jī)控制模塊、時鐘模塊、電磁閥驅(qū)動模塊、土壤濕度采集模塊和按鍵顯示模塊六大模 塊組成。因此，自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、電力、石油、化工、紡織、食品等輕重工業(yè)領(lǐng)域中，而在工業(yè)自動化技術(shù)中，無論是過程控制技術(shù)，數(shù)據(jù)采集和測控技術(shù)，還是生產(chǎn)線上的機(jī)器人技術(shù)，都需要要有單片機(jī)的參與 [1]。與 MCS51 相比， MCS96 不但字長增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特別是芯片內(nèi)還增加了一個 4 路或 8 路的 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，使其具有 A/D 轉(zhuǎn)換的功能。從 1971 年微型計算機(jī)問世以來，由于實際應(yīng)用的需要，微型計算機(jī)向著兩個不同的方向發(fā)展；一個是向高速度 、 大容量 、 高性能的 高檔微機(jī)方向發(fā)展；而另一個則是向穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉價的單片機(jī)方向發(fā)展。 基于 51 系列單片機(jī)設(shè)計的 家庭自動澆花系統(tǒng) 可以說是單片機(jī)的一個很小的應(yīng)用，但是它卻可以映射到單片機(jī)很多方面的知識，既是基本的應(yīng)用，又可以通過設(shè)計來更好的開發(fā)單片機(jī)，使之更好的為我們的生活和學(xué)習(xí)服務(wù)。該文介紹的家庭自動澆花系統(tǒng)是一種根據(jù)栽種花卉土壤的濕度、花卉的喜濕性差異以及花卉四季適宜澆水時間而設(shè)計的自動澆花器。還能通過按鍵對濕度的上下限和定時時間進(jìn)行設(shè)置，這樣就能在不同的季節(jié)中花卉可以更好的生長，讓它隨時都處在良好的生存環(huán)境中。 編 號： 審定成績： 重慶郵電大學(xué) 移通學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目： 基于土壤定時檢測的家庭自動澆花 系統(tǒng)設(shè)計 單 位（系別） ： 自動化系 學(xué) 生 姓 名 ： 楊猛 專 業(yè) ： 電氣工程及其自動化 班 級 ： 05110901 學(xué) 號 ： 0511090134 指 導(dǎo) 教 師 ： 楊佳義 答辯組 負(fù)責(zé)人 ： 汪紀(jì)鋒 填表時間： 2021 年 6 月 重慶郵電大學(xué) 移通學(xué)院 教務(wù)處制重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 本系統(tǒng)設(shè)計的是 基于土壤定時檢測的家庭自動澆花系統(tǒng)設(shè)計， 選用 8 位單片機(jī) AT89C51作為主控芯片。 【關(guān)鍵詞】 AT89C51 濕度傳感器 LCD 液晶顯示器 LED 燈 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II ABSTRACT The system design is based on the soil testing regularly family automatic watering system design, chooses 8bit single chip microputer AT89C51 as the main control chip. System adopts modular design thought, mainly by the control module, the humidity sensor detection module, LCD liquid crystal display module, control module, clock module and alarm module, most of the Lord. This system main design idea is to use the humidity of soil humidity sensor detection, acquisition of humidity transmitted to MCU processing unit, SCM according to the humidity control solenoid valve automatic watering flowers. Without artificial operation in the process, can realize automatic watering flowers, greatly improve the automation level of the flower watering control, and has good expansibility, strong practicability, convenient operation and so on. This system is to use single chip microputer automatic watering the flowers, use the way of humidity is watering the flowers. Its principle is based on a humidity sensor to test the soil humidity, when humidity is lower than set the lower limit of the humidity test, start the alarm and begin to water the flowers, the setting humidity stopped watering the flowers。它適用于家庭和小型辦公場所，能為一些喜愛養(yǎng)植花卉卻經(jīng)常出差或無暇照看的人群帶來極大的便利。 綜觀我們現(xiàn)在生活的各個 領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。但是兩者在原理和技術(shù)上是緊密聯(lián)系的 [2]?？v觀單片機(jī) 近 30 年的發(fā)展歷程，單片機(jī)今后將向多功能、高性能、高速度、低電壓、低功耗、低價格、外圍電路簡單化以及片內(nèi)存儲器 容量增加的方向發(fā)展。 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 第一節(jié) 設(shè)計內(nèi)容及基本要求 一、設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計分為兩個內(nèi)容：硬件部份和軟件部份。整體的設(shè)計思想是：由電源模塊為整個系統(tǒng)提供電源，由時鐘模塊提供具體土壤濕度檢測時間，通過土壤濕度測量模塊測量當(dāng)前土壤的濕度，其中時鐘模塊外部可調(diào)，當(dāng)前時間由顯示模塊 LCD 顯示，通過結(jié)合考慮所測得的土壤的濕度和花卉及植物喜濕性差異，來決定是否對它們進(jìn)行澆水及澆水量的控制?！?； 溫度測量分辨率 ： ℃ 。一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能否被廣泛使用，性價比是其中一個關(guān)鍵因素。 ② 專用型單片機(jī)是針對各種特殊場合專門設(shè)計的芯片。 P1 口： P1 口是準(zhǔn)雙向口，它只能作