【正文】 3 0 p FC32 2 u F+ 5 VR18 .2 k+ 8 8 . 8X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U2A T 8 9 C5 1CS11CS22GND3VCC4V05RS6R/W7E8DB09DB110DB211DB312DB413DB514DB615DB716RST17Vout18液晶顯示屏A M P I RE 1 2 8 X 6 4234567891排阻5K0 1 248啟動(dòng)59停止6手動(dòng)清零7自動(dòng)空閑3U3A ND _ 4+ 5 V+ 5 V灌溉信號(hào)234567891上拉電阻5K+ 5 V+ 5 V+ 5 VR25k+ 5 V 圖 系統(tǒng)總體電路圖 系統(tǒng)總體電路仿真 程序加載 PROTEUS 軟件自帶編輯器，可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)匯編程序的編譯，其操作步驟是： ① 新建源文件：點(diǎn)菜 單 Source→Add/Remove source Files 在出現(xiàn)的對(duì)話框中，選擇 ASEM51 編輯器，新建 自動(dòng)灌溉 .asm 源 文件。初始界面示意圖如下： E RWRSCS2CS1A3A0A1A2A4A5A6A7A7A6A5A4A3A2A1A0A7A6A5A4A3A2A1A0X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P。 按照以上描述，將自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng) 電氣原理圖進(jìn)行 PROTEUS 設(shè)計(jì)。 （ 5） 支持 Keil C51 uVision MTLAB 等第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。鍵釋放，鍵號(hào)出棧送 ACC MOV B,A ADD A,B ADD A,B MOV P2,0F0H 。第 2 行首鍵號(hào) JNB ,JH 。第 3 行首鍵號(hào) JNB ,JH 。有鍵按下轉(zhuǎn)求鍵號(hào) MOV A,08 。判別是否有鍵按下 JNZ K2 。與門輸出端輸出高電平。============在指定位置顯示 16*16 漢字上半部分 ====== MOV R0,00H RETURN0: MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DAT,A LCALL PRD INC R0 CJNE R0,16,RETURN0 。===============設(shè)置顯示初始列 ============== LIEFIRST: MOV A,COM 。RS 置 1 CLR RW 。左半屏控制 MOV COM,3FH 。頁(yè)設(shè)置 MOV LM,48 。開外部中斷 LOOP: LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,U3 JNZ TYPE1 SJMP LOOP TYPE1: LCALL DELAY MOV A,U3 CJNE A,2,TYPE1 RECYCLE0: LCALL DELAY1 MOV C, JC TESTNEXT LCALL STARTMOVE RECYCLE: LCALL DELAY1 MOV C, JNC RECYCLE LCALL STOPMOVE TESTNEXT: SJMP RECYCLE0 12864 LCD 顯示子程序設(shè)計(jì) 12864LCD 顯示屏有著自己的指令集，基本指令集有 11 條指令。 盛放第一個(gè)數(shù)的字形參數(shù) U1 EQU 27H 。若為自動(dòng)模式，則單片機(jī)定時(shí)檢測(cè) 口 的值，若該值為高電平則不啟動(dòng)閥門，若該值為低電平，則啟動(dòng)閥門。 （ 3） 程序的修改可局部化。 程序設(shè)計(jì)的基本概念有程序、數(shù)據(jù)、子程序、子例程、協(xié)同例程、模塊以及順序性、并發(fā)性、并行性、和分布性等。程序設(shè)計(jì)通常分為問題建摸，算法設(shè)計(jì)，編寫代碼和編譯調(diào)試四個(gè)階段。 ② 驅(qū)動(dòng) LCD 智能顯示屏 LCD 智能顯示屏是由微型計(jì)算機(jī)控制 ,以 LCD 矩 陣板作顯示的系統(tǒng) ,可用來顯示各種文字及圖案。開始時(shí)，開關(guān) SB 接通電源， SA、SC、 SD 斷開， B 相磁極和轉(zhuǎn)子 0、 3 號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的 4 號(hào)齒就和 C、 D相 繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒， 5 號(hào)齒就和 D、 A 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介和原理 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 BF=0 時(shí) ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù) 。總共構(gòu)成 16 個(gè)鍵。 判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線 H0H3 置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。高頻信號(hào)加到傳感器探頭 上 ,通過整流濾波電路獲取電壓信號(hào) ,經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 送入單片機(jī) AT89C51 濕 度 傳 感 器 A / D 轉(zhuǎn) 化A T 8 9 C 5 1 圖 濕度采集模塊組成和單片機(jī)的連接圖 計(jì)算得到含水量值 ,該值與通過鍵盤設(shè)定的門限值比較 ,以決定是否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉 [11]。全量程標(biāo)定，兩線數(shù)字接口，可與單片機(jī)直接相連，大大縮短研發(fā)時(shí)間、簡(jiǎn)化外圍電路并降低費(fèi)用。 0? 表示真空中的介電常數(shù) ,等于 10 /Fm?? 。 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)圖 濕度采集電路 濕度傳感器的原理 利用土壤含水量的介電特性 來測(cè)量土壤含水量是一種行之有效、簡(jiǎn)便、快速的方法。 P3 口同時(shí)為閃爍編 程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。因此， AT89C51 是一種功能強(qiáng)、 靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 [8]。在自動(dòng)模式下，單片機(jī)檢測(cè)外部有無灌溉信號(hào)。電容式水分傳感器的特點(diǎn)是精度高、量程寬、可測(cè)的物料品種多 ,而且響應(yīng)速度也較快 ,可應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由于以上缺陷的存在極大地限制了該方法的推廣應(yīng)用 。 中子衰減法測(cè)量土壤含水量 高速運(yùn)動(dòng)的快中子與物質(zhì)作用能改變方向和產(chǎn)生能量損失 ,變成慢中子 ,形成衰減 ,由于被測(cè)物中含水量不同產(chǎn)生的衰減亦不同 ,主要原因是水中含有氫原子 ,而中子對(duì)氫原子作用的損失遠(yuǎn)大于對(duì)其他原子作用的損失 ,這樣可以通過測(cè)定慢中子來測(cè)定土壤含水量 ,也就是通過衰減程度的大小來確定被測(cè)物質(zhì)中含水量的多少 ,中子土壤水分測(cè) 試儀就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)而成。上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)， I/O 口線上有確定的高電平。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，各類功能易于實(shí)現(xiàn)， 大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。若收到的數(shù)據(jù)不低于設(shè)定的數(shù)值，則不啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行灌溉。模塊化是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的設(shè)計(jì)思想，現(xiàn)已成為一種新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，尤其是信息時(shí)代電子產(chǎn)品不斷推陳出新，模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品正在不斷涌現(xiàn)。 國(guó)外一些先進(jìn)國(guó)家，如美國(guó)、以色列和加拿大等，運(yùn)用先進(jìn)的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和控制技術(shù)，在節(jié)水灌溉技術(shù)方面起步較早，并日趨 成熟。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)在開發(fā)灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)方面處于研制、試用階段，能實(shí)際投入應(yīng)用，且應(yīng)用較廣的灌溉控制 器還不多見。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益考慮，新的智能化技術(shù)、傳感技術(shù)和農(nóng)業(yè)科技的引入、應(yīng)用和普及，將會(huì)有智能化程度更高、功能更強(qiáng)、性能更穩(wěn)定可靠的灌溉控制器出現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 課 題 名 稱 自動(dòng)灌溉控制器的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系、年級(jí)專業(yè) 指 導(dǎo) 教 師 職 稱 講 師 2020 年 5 月 30 日 摘 要 近幾年來，隨著水資源的日趨緊張，世界各國(guó)都在積極探索行之有效的節(jié)水途徑和措施。節(jié)水灌溉控制器近期在中國(guó)應(yīng)朝著價(jià)格低、性能可靠、操作簡(jiǎn)便的方向發(fā)展。在時(shí)間控制方式下，用戶通過鍵盤輸入進(jìn)行灌溉的時(shí)間，時(shí)間一到，灌溉停止。北京奧特思達(dá)科技有限公司研制的 WT02 型微噴灌定時(shí)自動(dòng)控制器，是一種供農(nóng)業(yè)、草坪、果園、溫室一般場(chǎng)合給水的電子灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)。 第 2 章 方案設(shè)計(jì)與論證 總體方案論證 所謂的模塊化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單地說就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個(gè)子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進(jìn)行多種組合，構(gòu)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。單片機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)和單片機(jī)內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若收到的數(shù)據(jù)低于設(shè)定的數(shù)值，則步進(jìn)電機(jī)控制電路模塊啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行灌溉。系統(tǒng)支持的 灌溉方式靈活多樣，用戶可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行模式選擇 。獨(dú)立式按鍵電路如圖 所示。 圖 矩陣式鍵盤框圖 土壤濕度傳感器的選取 目前市場(chǎng)上測(cè)量土壤濕度方法有中子衰減法、張力計(jì)測(cè)濕法、介電法速測(cè)法 [6]。該方法存在滯后和回環(huán) ,影響其測(cè)量速度。圖 為 3 針電容土壤傳感器的基本結(jié)構(gòu)圖 ,中央探針作為驅(qū)動(dòng)電極，2 根周部敏感電極連接到一起作為電容的另一極。如用戶選擇時(shí)間控制模式，從鍵盤輸入灌溉的時(shí)間顯示在顯示屏上，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)一圈把自動(dòng)灌溉的閥門打開，灌溉的時(shí)間一到，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)一圈把閥門關(guān)閉。片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 （ CPU） 和 FLASH 存儲(chǔ)單元，片內(nèi)的存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程。 P0 端口 （ ） ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個(gè)TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出 電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 所示。 AT89C51 最小系統(tǒng)接線如圖 所示，在 XTAL XTAL2 端接上晶振及兩個(gè)諧振電容，在 RESET 端接上相應(yīng)的電阻、電容，如需要按鍵復(fù)位，加上按鍵即可組成一個(gè)最小系統(tǒng)，按要求通電后，系統(tǒng)就可以工作了。其中 , ? 表示土壤的介電常數(shù) 。 數(shù)字傳感技術(shù)，具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 濕度傳感器與單片機(jī)的連接 濕度采集模塊組成和單片機(jī)的