【正文】 亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10（10）通訊方式：串行、并口可選 模塊接口說明（此處用的是并行接口）液晶顯示屏 LCD12864 有 20 個引腳，引腳可分類為：①電源引腳（包括 VSS、VCC）②亮度調(diào)節(jié)引腳 V0③數(shù)據(jù)和指令選擇引腳 RS④使能信號 E⑥數(shù)據(jù)傳輸引腳 DB0~ DB7⑦并口串口選擇引腳 PSB9表 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述1 VSS 0V 電源地2 VCC +5V 電源正3 V0 — 對比度（亮度）調(diào)整RS=“H”,表示 DB7——DB0 為顯示數(shù)據(jù)4RS(CS） H/LRS=“L”,表示 DB7——DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB05 R/W(SID) H/L R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR[13]6 E(SCLK) H/L 使能信號7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線15 PSB H/L H：8 位或 4 位并口方式，L：串口方式（見注釋 1）16 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效17 VOUT — LCD 驅(qū)動電壓輸出端18 A VDD 背光源正端（+5V）19 K VSS 背光源負(fù)端 模塊主要硬件構(gòu)成說明控制器接口信號說明：（1） RS，R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式：10表 RS R/W 功能說明L L MPU 寫指令到指令暫存器（IR）L H 讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài)H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（DR ）中讀出數(shù)據(jù)（2） E 信號表 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果高—低 I/O 緩沖 —DR 配合/W 進行寫數(shù)據(jù)或指令高 DR—I/O 緩沖 配合 R 進行讀數(shù)據(jù)或指令低/低—高 無 無（3）忙標(biāo)志 BF：BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法” 。 暖通空調(diào)、電力、計量測試、醫(yī)藥業(yè)。 SHT10 數(shù)字溫濕度傳感器由瑞士 Sensirion 推出的 SHTxx 系列數(shù)字溫濕度傳感器，基于領(lǐng)先世界的CMOSens 174。??22YGwC??根據(jù)高頻電子線路理論可知 。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。作為輸入端時，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ） 。 P2 端口（ ）：P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。GND（20）：接地。AT89C51 是一種低功耗/低電壓、高性能的八位 CMOS 單片機，片內(nèi)有一個4KB 的 FLASH 可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash ProgrammAble and Erasable Read Only Memory），它采用了 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MSC—51 兼容。本系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為中央處理器，其主要任務(wù)是讀取自動灌溉控制器的模式，并在相應(yīng)模式下進行相應(yīng)的控制。探針用來感測土壤的水分,其長度和距離根據(jù)被測對象的靈敏度優(yōu)化確定。該方法所測量的是土壤水的吸力,需要依據(jù)土壤水分特征曲線來換算成土壤含水量,由于土壤水分能量關(guān)系非常復(fù)雜,呈非線性,且容易受到許多土壤理化特性的影響,即使對同一塊田,這一關(guān)系也十分復(fù)雜,使得用張力推求土壤含水量時極為困難,不方便,帶來較大誤差。因為本設(shè)計需要的按鍵數(shù)目較多，為了節(jié)省 I/O 口線資源，選用矩陣式鍵盤，故采取方案二。故在按鍵數(shù)量不多時，常采用這種按鍵結(jié)構(gòu)。綜上所述，本系統(tǒng)不但具有非常友好的人機交互界面，而且具有良好的實時控制功能，能及時響應(yīng)用戶請求。在閉環(huán)控制方式下，利用濕度采集模塊將多處不同地點檢測到的濕度模擬量輪流進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化后對各數(shù)據(jù)進行綜合處理，再傳送給單片機。該系統(tǒng)采用分布式布置，可與上位機雙向通信，用微機對其進行編程操作和對其子控制器進行控制，并能用微機隨時監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的工作狀況?？刂品绞届`活，手動、半2自動、全自動任選且可隨意在計算機上更改，可同時控制多個設(shè)備，受控區(qū)位置及形狀，環(huán)境參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)可同時顯示在中心計算機上。國內(nèi)的一些高爾夫球場等大面積場地灌溉控制，一般引用國外現(xiàn)成的成套灌溉控制產(chǎn)品。國內(nèi)雖然有多家研制灌溉控制器，但多數(shù)是小規(guī)模、實驗和理論的探討，應(yīng)用不夠普及，究其原因一則是開發(fā)性能完善的灌溉控制系統(tǒng)需要大量的人力、物力的投入，需要多部門、多學(xué)科的融合，這在一定程度上限制了性能完善、適應(yīng)性強的控制器的開發(fā)。本設(shè)計以AT89C51單片機為主要硬件模塊，通過軟件編程實現(xiàn)對土壤濕度進行多點檢測，當(dāng)所測的實際濕度低于警戒值時，將觸發(fā)灌溉控制器裝置。濕度采集模塊以探針式電容濕度傳感器為核心，步進電機控制電路模塊采用了達林頓驅(qū)動芯片 ULN2803，顯示電路模塊主要由 LCD12864 構(gòu)成。在閉環(huán)（自動）模式下，該系統(tǒng)能自動對土壤的濕度進行檢測，當(dāng)實際濕度低于警戒值時單片機自動啟動步進電機進行灌溉。系統(tǒng)還可以實現(xiàn)時間控制方式，隨時灌溉，從而也體現(xiàn)了多用途、人性化的現(xiàn)代智能化系統(tǒng)設(shè)計要求。其次是現(xiàn)在開發(fā)出來的灌溉控制器價格昂貴，農(nóng)民盡管知道能節(jié)省人力、灌溉用水、提高產(chǎn)量，但由于一次性投資太大，多數(shù)農(nóng)民承受不起，這也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及 [1]。而廣大農(nóng)村可根據(jù)我國國情和各地經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的實際情況，采取簡單可行的節(jié)水灌溉控制措施及相應(yīng)的排灌機械和設(shè)備，大力發(fā)展可靠、實用、成本低、操作簡便的節(jié)水灌溉控制器，這樣做不僅具有廣闊的市場，而且具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。北京奧特思達科技有限公司研制的 WT02 型微噴灌定時自動控制器，是一種供農(nóng)業(yè)、草坪、果園、溫室一般場合給水的電子灌溉自動控制系統(tǒng)。0第 2 章 方案設(shè)計與論證 總體方案論證所謂的模塊化設(shè)計，簡單地說就是將產(chǎn)品的某些要素組合在一起，構(gòu)成一個具有特定功能的子系統(tǒng)，將這個子系統(tǒng)作為通用性的模塊與其他產(chǎn)品要素進行多種組合，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。單片機將接收到的數(shù)據(jù)和單片機內(nèi)存的數(shù)據(jù)進行比較，若收到的數(shù)據(jù)低于設(shè)定的數(shù)值，則步進電機控制電路模塊啟動步進電機進行灌溉。系統(tǒng)支持的灌溉方式靈活多樣，用戶可根據(jù)實際情況進行模式選擇。獨立式按鍵電路如圖 所示。圖 矩陣式鍵盤框圖 土壤濕度傳感器的選取目前市場上測量土壤濕度方法有中子衰減法、張力計測濕法、介電法速測法 [6]。該方法存在滯后和回環(huán),影響其測量速度。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。如用戶選擇時間控制模式，從鍵盤輸入灌溉的時間顯示在顯示屏上，啟動步進電機，電機正轉(zhuǎn)一圈把自動灌溉的閥門打開，灌溉的時間一到，步進電機反轉(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 存儲單元，片內(nèi)的存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程。P0 端口（ ）：P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8個 TTL 門電流。并因此作為輸入時，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 XTALXTAL2 端接上晶振及兩個諧振電容，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期穩(wěn)定性。 濕度傳感器與單片機的連接濕度采集模塊組成和單片機的連接示意圖如圖 所示。行掃描法行掃描法又稱為逐行(或列)掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如 圖所示鍵盤，介紹過程如下。圖 為本設(shè)計的鍵盤電路圖， 為行線， 為列線。BF=1 表示模塊在進行內(nèi)部操作,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。（7）地址計數(shù)器 AC：地址計數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當(dāng) RS 為“0” 時而 R/W 為“1”時，地址計數(shù)器的值會被讀取到 DB6DB0 中。圖 四相步進電機步進示意圖圖 是四相反應(yīng)式步進電機工作原理示意圖。利用 CMOS 電路經(jīng)過達林頓管驅(qū)動高靈敏度繼電器的電路。 由 于 程 序 是 軟 件 的 本 體 ， 軟 件 的 質(zhì) 量 主 要 通 過 程 序 的 質(zhì) 量 來 體 現(xiàn) ， 在 軟 件 研究 中 ， 程 序 設(shè) 計 的 工 作 非 常 重 要 ， 內(nèi) 容 涉 及 到 有 關(guān) 的 基 本 概 念 、 工 具 、 方 法 以 及方 法 學(xué) 等 。 按 照 程序設(shè)計風(fēng)格 ， 有 邏 輯 式 程 序 設(shè) 計 、 函 數(shù) 式 程 序 設(shè) 計 、對 象 式 程 序 設(shè) 計 之 分 。（2）程序的易讀性好。若為手動模式，閥門打開后，則屏幕顯示倒計時，時間一到，閥門就關(guān)閉。開始初級顯示 、 開外部中斷模式單元的值 = 0 ？手動模式否是自動模式啟動結(jié)束執(zhí)行完畢圖 主程序流程圖主程序：CSA EQU CSB EQU RS EQU RW EQU E EQU DATAES EQU P0COM EQU 21HDAT EQU 22HYM EQU 23HLM EQU 24HCODES EQU 25HU0 EQU 26H 。初級顯示LCALL DELAY1LCALL SHOW1SETB EA 。對左半屏操作MOV YM,4 。顯示屏初始化子程序INT:LCALL LEFT 。調(diào)用判忙子程序SETB RS 。調(diào)用寫入指令子程序RET。================設(shè)置顯示起始列 ============= MOV COM,LM LCALL LIEFIRST。先將所有的列線置低電平，行線置高電平。消抖LCALL DELAYLCALL KS 。第 1 行首鍵號JNB ,JH 。有鍵按下轉(zhuǎn)求鍵號10MOV A,12 。第 3 列CLR SETB SETB SETB MOV A,00JNB ,JHMOV A,04JNB ,JHMOV A,08 。未釋放，等待POP ACC 。（4）具有各種信號源和電路分析所需的虛擬儀表、是電類教學(xué)實驗與創(chuàng)新的最侍平臺。步進電機控制電路模塊的功能相當(dāng)一個閥門，若執(zhí)行灌溉，則步進電機正轉(zhuǎn)一圈，將閥門打開；若停止灌溉，則步進電機反轉(zhuǎn)一圈，將閥門關(guān)上。2圖 程序代碼加載示意圖 系統(tǒng)仿真及其分析運行 PROTEUS 仿真電路，顯示屏將出現(xiàn)一個歡迎界面，然后提示用戶選擇模式。單片機將定時掃描 口的電平，若為低電平，則驅(qū)動步進電機，打開閥門執(zhí)行灌溉。打開PROTEUS 的 ISIS 編輯環(huán)境，從 PROTEUS 中選取該電路所需要的元器件，放置元器件、放置電源和地，再點菜單欄工具下拉的電氣規(guī)則檢查，當(dāng)規(guī)則檢查出現(xiàn)：“NETLIST GENERATED OK NO ERC ERRORD FOUND”，表示通過檢查，電路設(shè)計完成。（6）具有強大的原理圖到 PCB 板設(shè)計功能，可輸出多種格式的電路設(shè)計報表?；謴?fù) P2 口電平MOV DPTR, TAB4 。有鍵按下轉(zhuǎn)求鍵號MOV A,12 。有鍵按下轉(zhuǎn)求鍵號L2: MOV R4,02H 。第 2 行首鍵號JNB ,JH 。確實有鍵按下，轉(zhuǎn) K2LJMP RETURN 。若有鍵按下，行線中的某一條將會被置低電平，與門8輸出低電平，單片機將響應(yīng)外部中斷。=============設(shè)置顯示起始頁================= MOV A,YM INC A MOV COM,A 。COM 中為實際的列碼ORL A,40H 。RW 清 0SETB EMOV DATAES,DAT 。左半屏開顯