【正文】 EL 公司 89 系列標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī) STC89S51RC， 其價(jià)格適中功能強(qiáng)大， 這應(yīng) 當(dāng)是比較符合我國(guó)國(guó)情的選擇。 P1 口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或兼容 MCS— 51 指令系統(tǒng) 32 個(gè)可編程 I/O 線 4k 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 可編程 UARL 通道 三 個(gè) 16 位 可編程 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)外部中斷源，共 8 個(gè)中斷源 2568bit 內(nèi)部 RAM 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線 可直接驅(qū)動(dòng) LED 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 低功耗空閑和掉電模式 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ７ 輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 傳感器在我國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，主要用于環(huán)境參數(shù)的獲取，根據(jù)檢測(cè)對(duì)象分為空氣環(huán)境和土壤環(huán)境。 經(jīng)過(guò)對(duì)上述幾種溫度傳感器的性能分析比較，認(rèn)為選用集成溫度傳感器 DS18B20 合適。方便，而且新一代產(chǎn)品更便宜體積更小。 最多在 75ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字 178?？焖贉?zhǔn)確地測(cè)定作物生長(zhǎng)環(huán)境的 光照強(qiáng)度，對(duì)于探明作物生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)是否為最佳，是否適宜作物生長(zhǎng)，以便及時(shí)做出調(diào)控等具有重要的意義。功率晶體管適合于負(fù)載所需電流不太大的場(chǎng)合，常用來(lái)驅(qū)動(dòng)微型繼電器、 LED 顯示等。 采用良好的接地系統(tǒng)。硬件電路采用成熟的電路設(shè)計(jì)，元件選用 成本較低的器件，電路穩(wěn)定，擴(kuò)干擾力強(qiáng)，性價(jià)比較高。在此謹(jǐn)向張老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在程序設(shè)計(jì)中，可根據(jù)系統(tǒng)功能，將整個(gè)軟件系統(tǒng)劃分為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立易于解決的模塊，每個(gè)模塊是一個(gè)結(jié)構(gòu)完整，相對(duì)獨(dú)立的程序段，能完成某一規(guī)定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體的功能。硬件抗干擾技術(shù)主要體現(xiàn)在過(guò)程通道抗干擾設(shè)計(jì)、供電系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)和印刷電路板抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)方面。 單片機(jī)與功率放大電路間易產(chǎn)生電磁干擾，因此采用光電耦合器隔離等抗干擾措施。 由 V 1 和 V 2 及部分外圍元件組成土壤水分檢測(cè)電路，石墨電極的體電阻隨濕度而變化，當(dāng)土壤濕度較大時(shí)，其體電阻較大， V1 因其基極電位高而截止，造成 V2 也截止，其集電極輸出低電平。C 范圍內(nèi)精度為 177。 現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以 “ 一線總線 ” 的數(shù)字方式傳輸，提高了系 統(tǒng)的抗干擾性。 (4)集成溫度傳感器 :是把濕敏元件，放大電路、偏置電路及線形化電路集成在同一芯片上的溫度傳感器。后兩者發(fā)展迅速，唯有傳感器技術(shù)發(fā)展滯后。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。對(duì) P3 口寫(xiě)入 “1” 時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。單片機(jī)成為當(dāng)今世界上銷售量最大、應(yīng)用面最廣、價(jià)格最便宜的微型計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。 ? 通過(guò)傳感器檢測(cè)花卉生長(zhǎng)的環(huán)境溫度、土壤濕度和光照強(qiáng)度，依據(jù)設(shè)定的 植 物要求的溫度、濕度和光照強(qiáng)度的上下限值，由單片機(jī)來(lái)控制開(kāi)關(guān)窗戶 、 電磁閥 和窗簾， 從而調(diào)節(jié)溫度 、 濕度 和光照 。 由于現(xiàn)在市場(chǎng)上很多的噴灌設(shè)備主要是是針對(duì)溫室、露天農(nóng)作物、森林等大面積植物噴灌，而對(duì)于家庭小面積噴灌系統(tǒng)設(shè)備幾乎沒(méi)有，也沒(méi)有達(dá)到自動(dòng)化的水平。 六、填報(bào)有關(guān)表格時(shí)，應(yīng)按項(xiàng)目要求逐項(xiàng)填實(shí)、填全、填清。 三、學(xué)生應(yīng)以嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是的態(tài)度完成設(shè)計(jì)。 利用濕度傳感器檢測(cè)花卉 (也可以用于蔬菜等 )的濕度，采集的 濕度傳送到 單片機(jī) 處理單元， 單片機(jī) 根據(jù)濕度控制是否澆水，如果需要澆水，單片機(jī) 將引 繼電器 置為閉合， 線圈通電，敞開(kāi)觸點(diǎn)閉合，打開(kāi)電磁閥，實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量的自動(dòng)澆 水，設(shè)定時(shí)間到，電磁閥自動(dòng)閉合，并且水量可根據(jù)花卉所需要的土壤濕度來(lái)調(diào)節(jié)定時(shí)器，進(jìn)而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)噴水時(shí)間。硬件將通過(guò)調(diào)研對(duì)比分析，選用高性價(jià)比元件，采用一自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ２ 些成熟電路設(shè)計(jì)，達(dá)到提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與精度，降低成本，提高市場(chǎng)竟?fàn)幜Φ哪繕?biāo)。 系統(tǒng)的工作原理 系統(tǒng)的工作中，有太陽(yáng)能電池給電池充電， 電池的輸出經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓模塊，避免電壓的較大變化， 電池為整個(gè) 系統(tǒng)提供電能。 表 31 中為 STC89 系列單片機(jī)部分型號(hào) 參數(shù)。 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。AT89S52 內(nèi)部含有一個(gè)高增益的反相放大器，通過(guò) XTAL1(輸入端 )、 XTAL2(輸出端 )外接作為自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ９ 反饋元件的片外石英晶體 (或陶瓷諧振器 )和電容 C1， C2 組成的并聯(lián)諧振電路后便構(gòu)成片內(nèi)自激振蕩器，從而利用它內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘。目前使用的多為陶瓷熱敏電阻。 DS18B20 同 DS1820 一樣， DS18B20 也支持 “ 一線總線接口 ” ，測(cè)量溫度范圍為 55176。 無(wú)需外部器件 178。 DS18B20 測(cè)溫系統(tǒng)只需外接一個(gè)上拉電阻即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)之間的通訊線路簡(jiǎn)單溫度檢測(cè)電路如圖 38 所示 : 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １３ 123DS18B20VCC 圖 39 溫 度檢測(cè)電路 濕度是表示空氣中水蒸氣含量的物理量，常用絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度來(lái)表示，影響植物生長(zhǎng)的濕度是相對(duì)濕度。 本系統(tǒng)的光照檢測(cè)電路采用 LM324 作比較器，光電三極管作感光元件，當(dāng)有光照并且達(dá)到一定的強(qiáng)度的時(shí)候，光電三極管導(dǎo)通， LM324 輸出低 電平，單片機(jī)接受低電平信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作 。并且繼電器觸點(diǎn)的負(fù)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光電耦合的負(fù)載能力，它能直接控 制強(qiáng)電動(dòng)力回路，且外電路安排靈活，且還有很大的電流放大作用是一種很好的開(kāi)關(guān)量輸出隔離及驅(qū)動(dòng)器件。在進(jìn)行印刷電路板抗干擾設(shè)計(jì)時(shí)除了遵循抗干擾設(shè)計(jì)原則外，在印刷電路板的重要元器件電源處均配置了退禍電容以有效地去除高頻成分的干擾。 (3)因本人主要是從事電子的，軟件設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步優(yōu)化處理。今后在研究中要逐步加入這些問(wèn)題，以便更實(shí)用。模擬電 路與數(shù)字電路地線分開(kāi)有利于防止模擬電路與數(shù)據(jù)電路的干擾導(dǎo)致傳感器數(shù)據(jù)采集誤差，從而保證模擬信號(hào)的可靠采集。電磁閥選用的是直流電磁閥，具有使用方便，高靈敏度，高效節(jié)能，壽命長(zhǎng)，高可靠性的特點(diǎn)。 在單片機(jī)完成控制處理后總是以數(shù)字信號(hào)通過(guò) I/O 口線或數(shù)據(jù)總線輸出至受控 對(duì)象的。 針對(duì)室內(nèi)的具體環(huán)境，對(duì)濕度傳感器要求 ： 可應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，有良好的靈敏度和精確度、寬量程，測(cè)濕范圍為 0～ 100%RH，檢測(cè)壽命長(zhǎng)，可靠性、穩(wěn)定性高，傳感器為線性輸出濕度檢測(cè)模塊。 測(cè)溫范圍為 55176。C ， 在 10176。但它的不足之處在于非線性和互換性差。電路中反饋元件選用石英晶體，電容 Cl 和 C2 均為 22PF，電容與晶體的安裝位置應(yīng)盡量靠近單片機(jī)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí) ，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。當(dāng)土壤濕度過(guò)低時(shí)，單片機(jī)通過(guò)繼電器控制電磁閥使其打開(kāi)進(jìn)行澆水，澆水后濕度適中時(shí)關(guān)閉電磁閥。軟件設(shè)計(jì)將采用 C 語(yǔ)言 設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的修改、調(diào)試與升級(jí)（增加控制因子 )的能力。 VIII 目 錄 第一章 前言 引言 ................................................1 原理 ................................................1 第二章 系統(tǒng)整體概述 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) ........................................3 系統(tǒng)測(cè)控原理 ........................................