【正文】 該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是適用性強(qiáng)，可對(duì)作物進(jìn)行適時(shí)、適量灌水，系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡(jiǎn)單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改變，即可增加其他使用功能。顯示緩沖區(qū)首址R0指向最左邊一位取出要顯示的數(shù)據(jù)求待顯示數(shù)據(jù)的顯示碼送位選碼到74LS138送段選碼到CD4543DPTR CD4543地址動(dòng)態(tài)顯示子程序延時(shí)1ms6位數(shù)顯示完了嗎？返回求下一位位選碼YN修改顯示緩沖區(qū)地址圖44 數(shù)據(jù)顯示子程序流程圖 數(shù)據(jù)通信子程序 在單片機(jī)系統(tǒng)中，串口（UART，通用異步收發(fā)接口）是一個(gè)非常重要的組成部分。 開始設(shè)定土壤濕度值的上下限各寄存器初始化采集土壤濕度值模糊化計(jì)算將測(cè)量值與設(shè)定值相比較，是否大于設(shè)定值？顯示報(bào)警灌溉NY圖41 系統(tǒng)主程序流程圖主程序完成的功能是：設(shè)定土壤濕度值的上下限，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，啟動(dòng)土壤濕度傳感器測(cè)量土壤的含水情況，將測(cè)量的濕度值與設(shè)定值比較進(jìn)行模糊化計(jì)算，若測(cè)量值大于設(shè)定值，則返回重新進(jìn)行測(cè)量；若測(cè)量值小于設(shè)定值，則進(jìn)行報(bào)警，灌溉系統(tǒng)啟動(dòng)，對(duì)缺水的地方進(jìn)行灌溉。 匯編語(yǔ)言是我們理解整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最佳起點(diǎn)和最有效途徑。這樣用符號(hào)代替機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制碼，就把機(jī)器語(yǔ)言變成了匯編語(yǔ)言。因此，就產(chǎn)生了匯編語(yǔ)言。圖313 聲光報(bào)警電路接口電路第4章 基于MCS51單片機(jī)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本課題的軟件程序設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言。(2)GND（引腳15）：接地。例如CRT、打印機(jī)與CPU的通信大都采用RS232C接口，MCS51單片機(jī)與PC機(jī)的通信也是采用該種類型的接口。在設(shè)計(jì)通信接口時(shí)，必須根據(jù)需要選擇標(biāo)準(zhǔn)接口，并考慮傳輸介質(zhì)、電平轉(zhuǎn)換等問(wèn)題。如無(wú)線電廣播和電視廣播都是單工通信。缺點(diǎn)是字符幀中因包含起始位和停止位而降低了有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。并行通信，即數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送；串行通信，即數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。上述兩類接口芯片無(wú)輸入鎖存能力。共陰極和共陽(yáng)極LED數(shù)碼宣示器的字模如表33。這種顯示塊有共陰極和共陽(yáng)極兩種。電子顯示器可分為主動(dòng)發(fā)光型和非主動(dòng)發(fā)光型兩大類。②片選輸入線CS1和：若CS1=1和=0，則本芯片被選中工作；否則，本6264不被選中工作。MCS51系列單片機(jī)最大可擴(kuò)展64KB。綜上所述，可寫出AD574控制信號(hào)組合表，如表32所示。A=1時(shí)，則輸出低4位數(shù)據(jù)加4位附加0。AD574的引腳如圖34所示。AD574由兩部分組成，一部分是模擬芯片，另一部分?jǐn)?shù)字芯片，其中模擬部分由高性能的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD565和參考電壓組成。因此,完成數(shù)據(jù)采集應(yīng)具備下述基本部件:模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和信號(hào)調(diào)節(jié)電路,采樣/保持放大器,模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器,通道控制電路。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。(11)XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RESET腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。它不僅具有較大的存儲(chǔ)容量和尋址范圍，而且中斷源、并行I/O接口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)都有了不同程度的增加，并集成有權(quán)雙工串行通信接口；在指令系統(tǒng)方面，普遍增設(shè)了乘除指令和比較指令。(3)它具有內(nèi)在的并行處理機(jī)制，表現(xiàn)出較強(qiáng)的魯棒性，對(duì)被控對(duì)象的特性變化不敏感，模糊控制器的設(shè)計(jì)參數(shù)容易選擇調(diào)整。1974年,并取得了比傳統(tǒng)的直接數(shù)字控制算法更好的效果,從而宣告模糊控制的誕生[7]。當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間變化很快，可用一系列動(dòng)態(tài)參數(shù)來(lái)描述和表征傳感器的動(dòng)態(tài)特性[6]。雖在田間可以測(cè)定，但卻不易再現(xiàn)，且隨測(cè)定條件和排水時(shí)間而有相當(dāng)?shù)某鋈耄手两裆袩o(wú)精確的儀器測(cè)定方法。 通常所測(cè)量的土壤含水量是指土壤的容積含水量，因?yàn)檫@樣可以忽略土樣的容重。另外滴灌由于操作方便，可實(shí)行高頻灌溉，且出流孔很小，流速緩慢，每次灌水時(shí)間比較長(zhǎng)，土壤水分變化幅度小，故可控制根區(qū)內(nèi)土壤能夠長(zhǎng)時(shí)間保持在接近于最適合蔬菜、花卉等生長(zhǎng)的濕度。 滴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：(1)節(jié)水、節(jié)肥、省工滴灌屬全管道輸水和局部微量灌溉，使水分的滲漏和損失降低到最低限度。因此對(duì)粘土和沙土都適合。它是以少量的水濕潤(rùn)作物的根區(qū)附近的部分土壤的一種局部灌溉技術(shù)，其特點(diǎn)是灌水流量小、一次灌溉延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，灌水周期短，能夠準(zhǔn)確的控制水量，能把水和養(yǎng)分直接地輸送到作物根部附近的土壤中去。該系統(tǒng)可對(duì)不同土壤的適度進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行適時(shí)、適量的灌溉。但由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及科研體制的限制，我國(guó)的節(jié)水灌溉技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的差距。我國(guó)目前采用的渠道防滲防凍技術(shù)主要是保溫整體剛性防滲防凍脹措施，適應(yīng)性較差、易損壞或成本高。一批節(jié)水產(chǎn)品初步表現(xiàn)出較強(qiáng)的市場(chǎng)前景和進(jìn)一步開發(fā)的潛力。我國(guó)從20世紀(jì)70年代起，就針對(duì)微灌開始了研究和試驗(yàn)示范工作，開展了微灌條件下的土壤水分與溶質(zhì)運(yùn)移規(guī)律、日光溫室和大田經(jīng)濟(jì)作物的灌溉制度、水肥耦合模式、滴灌施肥技術(shù)等研究工作。自動(dòng)灌溉將充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)水設(shè)備的作用，優(yōu)化調(diào)度，提高效益；通過(guò)自動(dòng)控制節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用，更加節(jié)水節(jié)能，降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量；使灌溉更加科學(xué)、方便，提高管理水平；研制和推廣節(jié)水灌溉控制新技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要[2]。采用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)土壤的情況和農(nóng)作物的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)水管理的自動(dòng)化。解決北方地區(qū)缺水有多種途徑，但立足點(diǎn)應(yīng)放在節(jié)約用水上，要建設(shè)節(jié)水型社會(huì)、節(jié)水型城市、發(fā)展節(jié)水型產(chǎn)業(yè)，不論居民生活、城市發(fā)展，還是各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都要厲行節(jié)水，提高水的利用效率和效益。 data storage circuit uses external stable data storage 6264。農(nóng)業(yè)灌溉方式中，滴灌是目前最為有效的一種。生產(chǎn)和生活占了大量用水。土壤濕度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)送入A/D轉(zhuǎn)換器AD574，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外部靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264，最終由LED顯示部分顯示，讀出數(shù)據(jù)。detector。灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)化水平較低，這也是制約我國(guó)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。自動(dòng)灌溉技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是大面積種植或缺水地區(qū)極其適用。渾水波涌灌溉則是利用含沙量較高的水進(jìn)行波涌灌溉，能夠起到更加明顯的效果。在節(jié)水灌溉產(chǎn)品快速開發(fā)平臺(tái)技術(shù)中，提出的高精度快速成型專用設(shè)備是快速成型領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，但是目前沒有見到開發(fā)成功的報(bào)道。國(guó)內(nèi)外都正在較普遍的將高分子材料應(yīng)用在渠道防滲中，尤其是在高分子膜料的應(yīng)用上已取得了不少實(shí)用的研究成果。特別是近年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家已開展了基于田間水肥等生產(chǎn)要素的巨大差異性，利用GPS和G1S、RS和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，精細(xì)準(zhǔn)確調(diào)整灌水施肥的精準(zhǔn)灌溉技術(shù)研究，為最大限度地優(yōu)化各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投入，充分挖掘田間水肥差異性所隱含的增產(chǎn)潛力創(chuàng)造了條件。要實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、實(shí)時(shí)性好、靈敏度高；功耗低，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。因此，抓好噴灌、滴灌、微噴灌的設(shè)備生產(chǎn)，以質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉的國(guó)產(chǎn)設(shè)備來(lái)支持高效節(jié)水灌溉技術(shù)的加速發(fā)展是必要的。(3)增產(chǎn)微灌能適時(shí)適量地向作物根系附近灌水，供肥，有的還可調(diào)節(jié)棵間的溫度和濕度，不會(huì)造成土壤的板結(jié)，為作物提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。它沒有噴水或溝渠流水，只讓水慢慢滴出，并在重力和毛細(xì)管的作用下進(jìn)入士壤。(2)控制溫度和濕度傳統(tǒng)溝灌的大棚，一次灌水量大，地表長(zhǎng)時(shí)間保持濕潤(rùn)，不但棚溫、地溫降低太快，回升較慢，且蒸發(fā)量加大，室內(nèi)濕度太高，易導(dǎo)致蔬菜或花卉病蟲害發(fā)生?？傊^之傳統(tǒng)灌溉方式，溫室或大棚等設(shè)施園藝采用滴灌后，可大大提高產(chǎn)品產(chǎn)量，提早上市時(shí)間，并減少了水肥、農(nóng)藥的施用量和勞力等的成本投入，因此經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。達(dá)到田間持水量時(shí)的土水勢(shì)為－50～－350毫巴，大多集中于－100～－300毫巴間。為了能使其輸出在精度要求范圍之內(nèi)反映被測(cè)量，傳感器必須具備一定的基本特性，因?yàn)橹挥羞@樣，傳感器的輸出才能作為其輸出的量度。換言之，傳統(tǒng)的控制理論對(duì)于明確系統(tǒng)有強(qiáng)而有力的控制能力，但對(duì)于過(guò)于復(fù)雜或難以精確描述的系統(tǒng)，則顯得無(wú)能為力了。模糊控制的最大優(yōu)點(diǎn)在于不依賴被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，并能克服非線性因素的影響，對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象的參數(shù)變化不敏感，即具有較強(qiáng)的魯棒性。 簡(jiǎn)言之，模糊控制理論就是模仿人的思維方式和經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種控制方法。(2)GND：接地。 (5)P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。然而要注意的是，每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。(10)/VPP：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。該設(shè)計(jì)選用12MHz晶振，與之相適應(yīng)的電容的典型值是30pF左右。復(fù)位電路如圖33所示。AD574是美國(guó)模擬器件公司（Analog Devices）生產(chǎn)的12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換速度為35s，轉(zhuǎn)換誤差177。在AD574芯片上有兩組控制引腳，即通過(guò)控制引腳（CE，和），以及內(nèi)部寄存器控制輸入引腳（和A）。當(dāng)=1時(shí)，雙字節(jié)輸出，即12位數(shù)據(jù)線同時(shí)生效輸出，可用于12位或16位微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。設(shè)A=0，12位A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間為25，這與的狀態(tài)無(wú)關(guān)。A0通過(guò)74LS373接于P00，即接于P00的狀態(tài)可控制轉(zhuǎn)換位數(shù)和讀取字節(jié)的方式。其引腳功能如下所述：(1)地址線A12～A0（13條）：A12～A0位輸入地址線，用于傳送CPU送來(lái)的址編碼信號(hào)，高電平表示為“1”，低電平表示“0”。P0口先輸出低8位地址信號(hào)，在ALE有效時(shí)將它鎖存到外部地址鎖存器中，然后P0口作為數(shù)據(jù)總線使用，此處地址鎖存器選用74LS373，實(shí)際電路連接如圖37所示。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展。7段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8位，因此提供給LED顯示器的字型數(shù)據(jù)正好一個(gè)字節(jié)。(2)D7段譯碼驅(qū)動(dòng)器。圖38 74LS138引腳圖圖39 CD4543引腳圖CD4543是BCD鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，有燈測(cè)試功能；有消隱輸入端；以異或門作輸出級(jí)，可方便地驅(qū)動(dòng)。異步通信（Asynchronous Communication），數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。同步通信的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，通?？蛇_(dá)56000bit/s或更高，其缺點(diǎn)是要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘必須保持嚴(yán)格同步。如現(xiàn)代電話通信提供了全雙工傳送。它是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）1962年公布、1969年最后修定而成的。圖311為MAX232的引腳圖。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1 IN、T2 IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232C數(shù)據(jù)從T1 OUT、T2 OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232C數(shù)據(jù)從R1 IN、R2 IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1 OUT、R2 OUT輸出。直接用計(jì)算機(jī)指令(即二進(jìn)制代碼)與計(jì)算機(jī)“交談”時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠立即理解并執(zhí)行?，F(xiàn)在的匯編環(huán)境已經(jīng)如此高級(jí)，即使全部用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫windows的應(yīng)用程序也是可行的，但這不是匯編語(yǔ)言的長(zhǎng)處。但在編寫復(fù)雜程序時(shí)，相對(duì)高級(jí)語(yǔ)言代碼量較大，而且匯編語(yǔ)言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植。機(jī)器的邏輯功能，軟件系統(tǒng)功能構(gòu)筑其上，硬件系統(tǒng)功能運(yùn)行于下。數(shù)據(jù)處理流程圖如圖43所示。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)是對(duì)土壤濕度參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，將土壤濕度傳感器檢測(cè)的結(jié)果送入A/D轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行處理后，輸入單片機(jī)，將監(jiān)測(cè)到的濕度值進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)處理過(guò)程中采用模糊控制算法，輸出控制信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土壤濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，能在土壤濕度異常情況實(shí)現(xiàn)報(bào)警等功能。李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)確定的確定，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，繪制大圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。下圖為數(shù)據(jù)通信中斷服務(wù)子程序的流程圖。初始化啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換讀出A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)返回NY是否大于設(shè)定值？圖42 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，單片機(jī)采集進(jìn)來(lái)的信號(hào)總會(huì)被一些因素干擾，它們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源、傳感器、外界干擾等，從而使A/D送入單片機(jī)的數(shù)據(jù)中存在誤差。 所有可編程計(jì)算機(jī)都向人們提供機(jī)器指令，通過(guò)機(jī)器指令人們能夠使用機(jī)器的邏輯功能。匯編語(yǔ)言編譯器把匯編程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的過(guò)程稱為匯編。高級(jí)的匯編器如MASM, TASM等等為我們寫匯編程序提供了很多類似于高級(jí)語(yǔ)言的特征，比如結(jié)構(gòu)化、抽象等。每種計(jì)算機(jī)都有自己的一組指令集，用