【正文】 文介紹了基于 89C51 單片機的節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)的軟硬件的設計與研究過程，重點介紹了控 制系統(tǒng)軟硬件的設計和實現(xiàn)以及灌溉量計算模型的設計和實現(xiàn)。灌溉技術涉及的領域多，隨著科學技術的進步，不斷地有新的技術出現(xiàn)。文毅老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、一絲不茍的工作作風將使學生受益終生。 最后，感謝各位老師在百忙中抽出時間評審我的論文 ! 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。感謝電子科技大學中山學院電子信息學院所有關心和幫助過本人的老師和同學們，祝他們工作順利，學業(yè)有成。 3 致謝 值此大學畢業(yè)之前，謹向我的指導老師致以最誠摯的謝意。 在軟件開發(fā)過程中，我們介紹了包括 CPU節(jié)電工作模式、灌溉主程序 、環(huán)境參數(shù)濾波程序、鍵盤中斷顯示程序、以及按鍵處理程序、串口中斷程序、通信程序等在內的軟件模塊，重點介紹了主程序和通信程序的設計，最后介紹了本系統(tǒng)所采用的軟件抗干擾措施。顯示 4 位 LED SHOWLED: MOV R6, 20H MOV R7, 00H DIR 1:MOV A, 00H MOV DPTR, 7FFBH MOVX DPTR, A MOV A,R0 MOV DPTR, TAB MOV A, A+DPTR MOV DPTR, 7FF9H MOVX DPTR,A MOV A,R6 MOV DPTR, 7FFBH MOVX DPTR,A HERE:DJNZ R7,HERE DEC RO CLR C MOV A,R6 RRC A MOV R6,A JNZ DIR1 DJNZ R1,SHOWLED DJNZ R4,SHOWSTART CLR 0D4H TAB:DB OCOH, OF9H, OA4H, OBOH DB 99H, 92H, 82H, OF8H DB 80H, 90H, 88H, 83H DB OC6H, OA1H, 86H, 8EH RET電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。程序中先取 SHOWADRI3 中的數(shù)，對應選中最左邊的數(shù)碼管，其余類推。 20 圖 10 線性關系 在該系統(tǒng)中，土壤濕度測量范圍 0100%對應的輸出電壓范圍為 05V,ADC0809為 8 位 A./D 轉換器，轉換輸出的數(shù)碼為 0255。 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。為了克服隨機干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術 。調用報警延時子程序進行灌溉動作 LCALL TIME ORL P1, 02H LCALL TENMIN 。調用 A/D 轉換子程序 LCALL MAOPAO 。顯示區(qū)數(shù)據(jù)存放首址 ORG OOOOH SJMP START ORG OOOBH 。1N0 采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址 LINEADR1 EQU 38H 。在本系統(tǒng)中，字位線的選通與否是通過 PNP 三極管的導通與截止來控制，即三極管處于“開頭”狀態(tài)。一位顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成，其中 7個發(fā)光二極管構成字型“ 8”的各個筆劃（段） a～ g，另一個 小數(shù)點為 dp 發(fā)光二極管。這兩種顯示器都具有線路簡單、耗電少、成本低、壽命長等優(yōu)點，本系統(tǒng)輸出結果選用 4 個 LED 顯示。 13 圖 數(shù)據(jù)采集處理電路 本系統(tǒng)中 ADC0809 與 AT89C51 單片機的接口如圖 5 所示，采用等待延時方式。 12 數(shù)據(jù)存儲器的擴展電路 AT89C51 單片機外接數(shù)據(jù) RAM 時， P2 口輸出存儲器地址的高 8 位， PO 口分時 輸出地址的低 8 位和傳送指令字節(jié)或數(shù)據(jù)。 MCS51 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTALl 和 XTAL2 分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內部方式時，電路簡單，所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實際使用中常采用這種方式，如圖 3 所示在其外接晶體振蕩器 (簡稱晶振 )或陶 瓷諧振器就構成了內部振蕩方式，片內高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構成一個自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址 的地位字節(jié)。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P1 口： P1 口是一個 內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 7 圖 土壤濕度傳感器 AT89C51 單片機 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。3% 工作溫度范圍： 40℃ ～ 85℃ 工作電壓： 5～ 12V 工作電流： 21～ 26mA，典型值 21mA 測量主頻： 100Mhz 輸出信號： 0～ DC 測量穩(wěn)定時間： 2 秒 響應時間：＜ 1 秒 測量區(qū)域：以中 央探針為中心，圍繞中央探針的直徑為 7cm、高為 7cm 的圓柱體 功能及特點 ： 本傳感器體積小巧化設計，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單。按照 農(nóng)作物的需求 開啟和關閉灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)一般的控制。面對 WTO 的挑戰(zhàn)，節(jié)水農(nóng)業(yè)更應該賦予其新的內涵，其內涵應擴展為節(jié)水、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質的農(nóng)業(yè)。 在美國，早在 1984 年， Benami 和 Offen 公司就 開發(fā)了一套節(jié)水灌溉控制器，通過監(jiān)測土壤水分來確定是否打開灌水閥門。而以色列已達 ，一些發(fā)達國家大體都在 2kg 以上，差距很大。雖然水資源的總量居世界第 6 位，但人均占有量只有 2500m179。 答辯組長： 年 月 日 成績 總分 審核人： 年 月 日 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） Abstract 節(jié)水灌溉智能控制 系統(tǒng) 摘 要 節(jié)水灌溉 智能控制 技術的 高 低代表著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展狀況，灌溉系統(tǒng) 智能 化水平較低是制 約我國高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。 預期目標和成果形式 感應土壤的濕度；判別土壤是否缺水；自動啟動灌溉系統(tǒng)。 指導教師評分滿分 50分，占畢業(yè)設計（論文）總成績的 50％。系統(tǒng)主要具有以下功能：單片機可 根據(jù) 土壤濕度傳感器檢測到的土壤濕度， ，自動啟動灌溉系統(tǒng) 。 我國的節(jié)水灌溉技術，在經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展，在總結相關成果的基礎上，初 步形成了其技術體系，在某些方面已經(jīng)達到或接近國際先進水平。要實現(xiàn)這一目標，只有發(fā)展先進的 灌溉系統(tǒng)，是灌溉過程達到自動控制才有可能。 國 內 研究現(xiàn)狀 國內自 20 世紀 70 年代以來就非常重視灌溉設備的研制，但引進較多，自主開發(fā)且有影響的成果較少。 結合我國各地區(qū)特點，認為適宜各地區(qū)推廣應用的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術主要有，渠道防滲技術、低壓管道輸水技術、地面灌水技術、雨水利用技術、農(nóng) 業(yè)節(jié)水配套技術、劣質水利用技術及農(nóng)業(yè)節(jié)水管理等技術。當 土壤濕度 高于上限值時，自動 關閉灌溉開關 。 土質影響較小，應用地區(qū)廣泛。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 89C51 是一種高效微控制器， 89C2051 是它的一種精簡版本。32 可編程 I/O 線 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，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。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。 10 而且系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠、經(jīng)濟實用。單片機的復位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要 RST 引腳上出現(xiàn)兩個機器周期時間以上的高電平，即 可引起系統(tǒng)復位，但如果 RST 引腳上持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。 數(shù)據(jù)采集處理電路 ADC0809 是一種 8 位逐次逼近式 A/D 轉換器，內部具有鎖存控制的 8 路模擬開關，外接 8 路模擬輸入端，可同時對 8 路 05V的輸入模擬電壓信號分時進行采集轉換，本系統(tǒng)只用到 INO 和 INl 兩路輸入通道。 AT89C51 的 p 作為片選信號，在啟動 AM 轉換時，由單片機的寫信號 WR和 p2.。 14 一個 )必須在這個數(shù)碼管的段選端加上與數(shù)字顯示數(shù)字對應的 8位段選碼 (也稱字形碼 )，在位選端加上低電平即可。 圖 LED 數(shù)碼管結構原理圖 數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)掃描顯示方式。 15 表 8155 端口地址分配 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。標度變換后的濕度值存放地址 BCDADR EQU 3CH 。設置堆棧 MOV HUMADR, OFFH SETB OD3H 。將濕度值送往上位機 MOV SBUF, A LCALL TWOSEC 。 程序清單 : AD: MOV R0, ADTURNO MOV R6, OBH 電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定 樣式的文字。 數(shù)字濾波無需硬件，它是用軟件算法來實現(xiàn)的，只要適當改變軟件濾波程序的運行參數(shù)，就能方便的改變其濾波特性，實時性很強。這些原始數(shù)據(jù)送入微機后通常要先進行一定的處理，然后才能輸出作為顯示器的顯示數(shù)據(jù)。 21 MOV A, R6 RLC A MOV R6, A MOV A, R7 RLC A MOV R7, A MOV A, R2 RLC A MOV R2, A MOV A, R3 RLC A LOOP3: DJNZ R1,ADIN MOV A,R3 JB , LOOP4 MOV A, R2 RLC A MOV R2,A MOV A, R3 RLC A SUBB A,R5 JC DONE1 JNZ LOOP4 MOV A,R2 SUBB A,R4 JC DONE1 LOOP4: MOV A,R6 ADD A,1 MOV R6,A MOV A,R7 ADDC A,0 MOV R7,A DONE1: MOV HUMID,R6 CLR 0D3H RET BCD 轉換 計算機所能識別和處理的是二進制數(shù)，在進行標度變換后的結果都是用二進電子科技大學中山學院畢業(yè)設計（論文） 錯誤 !文檔中沒有指定樣式的文字。指向 8155 控制口 MOV A, 4DH 。首