基于單片機(jī)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方案一：數(shù)碼管顯示 LED數(shù)碼管有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種顯示，使用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示成本較低，硬件部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，容易理解且使用方便。但是數(shù)據(jù)顯示是需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示，這樣會(huì)占用大量的單片機(jī)運(yùn)行周期，顯示位數(shù)比較多的時(shí)候，CPU需要逐一進(jìn)行掃描，占用CPU很多的時(shí)間。數(shù)碼管靜態(tài)顯示不需要占用單片機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)部資源，數(shù)碼管只需要很小的電流可以獲得很高的亮度，編程簡(jiǎn)單，占用CPU時(shí)間少，占用單片機(jī)的外部I/O口較少。但是占用系統(tǒng)的口線較多，硬件電路較復(fù)雜，且成本很高。所以適用于顯示數(shù)碼管個(gè)數(shù)少的設(shè)計(jì)。方案二：液晶顯示器顯示 液晶顯示器簡(jiǎn)稱LCD，由于具有體積小、超薄型、功耗低、顯示高品質(zhì)等特點(diǎn)。很廣泛的應(yīng)分為應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品中。我們現(xiàn)在使用的LCD是由LCD面板和驅(qū)動(dòng)與控制電路組合而成，也稱為液晶顯示模塊。LCD的種類很多，通常用的有字符型與點(diǎn)陣型。字符型的LCD只顯示數(shù)字、字母與常用符號(hào)，而點(diǎn)陣型LCD不僅顯示字符，還可以顯示漢字及各種圖形信息等。對(duì)于我們的設(shè)計(jì)需要顯示字符所以只需要使用字符型的LCD1602便可以，其主要特性：具有字符發(fā)生器ROM還可以顯示兩行總32個(gè)字符或者數(shù)字，同時(shí)能夠用字符標(biāo)識(shí)顯示的信息，具有80B的數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)器，芯片的工作電壓5V。字符型的LCD1602使用簡(jiǎn)單，方便，穩(wěn)定性好，并帶有液晶背光，更適用于夜間使用，且背光可控，可以通過(guò)光敏器件調(diào)節(jié)其亮滅，在與單片機(jī)通信是采用并口的方式，傳輸數(shù)據(jù)速度快，穩(wěn)定性高[6]。其顯示具有顯示方便，能夠顯示足夠的信息，在顯示濕度信息的同時(shí)能夠顯示設(shè)置值的濕度的上下限。 液晶顯示接口電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用1602液晶顯示屏與單片機(jī)相連，. 單片機(jī)與液晶電路圖 A/D 轉(zhuǎn)換芯片ADC0832 ADC0832 是由美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司出產(chǎn)的一種雙通道、8 位分辨率A/D 轉(zhuǎn)換芯片。它具有，兼容性強(qiáng)，體積小，性價(jià)比高而很受單片機(jī)愛好者與一些企業(yè)的歡迎，當(dāng)前已經(jīng)有了很高的普及率。使用并學(xué)習(xí)ADC0832 可以使我們更多了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理，且有助于我們學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)水平進(jìn)一步提高。 ADC0832 具有以下特點(diǎn) 5V 電供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間； 雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 8 位分辨率；工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS； 商用級(jí)芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40176。C to +85176。C； 8P、14P—DIP（雙列直插） 、PICC 多種封裝； 一般功耗僅為 15mW； ADC0832引腳芯片接口說(shuō)明： Vcc/REF 電源輸入與參考電壓的輸入（復(fù)用） 。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入且選擇通道控制。 GND 芯片參考 0 電位地 。 CH1 模擬輸入通道 1，或者作為 IN+/使用。 CH0 模擬輸入通道 0，或者作為 IN+/使用。 CS_ 片選使能端，低電平芯片使能。 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路 ADC0832 是 8 位分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它的最高分辨可以達(dá)到 256 級(jí)，可應(yīng)于一般模擬量的轉(zhuǎn)換要求。它的內(nèi)部電源輸入和參考電壓的復(fù)用，使的芯片的模擬電壓輸入值在 0~5V 范圍之內(nèi)。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間只有 32μS，具有雙數(shù)據(jù)輸出可以作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以便減少數(shù)據(jù)誤差，穩(wěn)定性能強(qiáng)且轉(zhuǎn)換速度快。獨(dú)立芯片的使能輸入，使處理器控制與多器件掛接變的很方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)的輸入端，可很容易的實(shí)現(xiàn)通道功能選擇。單片機(jī)對(duì) ADC0832 控制原理：正常情況時(shí) ADC0832 和單片機(jī)接口應(yīng)該為 4 條數(shù)據(jù)線，分別是CLK、CS、DI、DO。但是由于 DO 端和 DI 端在通信的時(shí)候并不能同時(shí)有效，且與單片機(jī)接口為雙向，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)可以把 DI 與 DO 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) ADC0832 沒(méi)有工作時(shí) CS 輸入端應(yīng)該為高電平，這時(shí)芯片禁用，DO/DI 和 CLK的電平可以任意。當(dāng)需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，必須先把 CS 使能端置于低電平且保持低電平一直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。這是芯片便開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)處理器可以向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI 端使用 DI 端輸入通道功能選擇的是數(shù)據(jù)信號(hào)。 A/D轉(zhuǎn)換接口電路 按鍵電路方案的設(shè)計(jì) 按鍵電路的選擇方案一：運(yùn)用獨(dú)立按鍵，將單片機(jī)I/O端口和按鍵一端相接，若I/O端口的電壓發(fā)生變化時(shí)，軟件將會(huì)檢測(cè)電平的變化，同時(shí)做出相應(yīng)的變化，另一端接地。方案二：運(yùn)用行列式矩陣按鍵，通過(guò)反轉(zhuǎn)的方法分別掃描列線和行線，來(lái)判斷哪一個(gè)按鍵被按下，并執(zhí)行相應(yīng)操作?？偨Y(jié)：通過(guò)兩種方按比較，它們的區(qū)別在于按鍵的數(shù)量，矩陣按鍵更適合應(yīng)用在需求按鍵較多的電路中。獨(dú)立按鍵每一個(gè)按鍵都需要一個(gè)I/O口，則適用于使用按鍵數(shù)量較少的設(shè)計(jì)中。 按鍵電路的設(shè)計(jì)根據(jù)我的設(shè)計(jì)需求，只需要4個(gè)按鍵即可，所以采用獨(dú)立按即鍵方案一。，一端接單片機(jī)I/O口，另外一端接地，通過(guò)檢測(cè)與之相連的I/O口，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，其中包括復(fù)位鍵，調(diào)速鍵，設(shè)置鍵和菜單鍵。 按鍵電路電路圖 單片機(jī)晶振電路原理及作用 在單片機(jī)的系統(tǒng)里都含有晶振，晶振作用很大，全程3全名叫晶體振蕩器。晶振與單片機(jī)內(nèi)部電路結(jié)合產(chǎn)生單片機(jī)需要的時(shí)鐘頻率，當(dāng)晶振所提供的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)運(yùn)行的速度就越快，單片極接的所有指令執(zhí)行都是在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率下進(jìn)行的。通常工作條件下普通的晶振頻率絕對(duì)精度可以達(dá)到百萬(wàn)分之五十，高級(jí)的精度更高。還有一些晶振可由外加電壓在給定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)頻率，稱作壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能夠?qū)㈦娔芘c機(jī)械能互相轉(zhuǎn)化的晶體共振的時(shí)候工作，可以提供精確，穩(wěn)定的單頻振蕩。 晶振的作用是給系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)的。常常一個(gè)系統(tǒng)共使用一個(gè)晶振，這樣方便各部分保持同步。但是有的通訊系統(tǒng)的射頻和基頻使用不同的晶振，則需要通過(guò)電子調(diào)頻的方法保持同步。晶振也通常和鎖相環(huán)電路配合使用，用來(lái)提供系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘頻率。若不同的子系統(tǒng)需不同的頻率的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，可用與同一個(gè)晶振連接的不同鎖相環(huán)提供。 時(shí)鐘電路電路圖 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) MCS—51系列單片機(jī)有內(nèi)部復(fù)位電路和外部復(fù)位電路而MCS—51復(fù)位是由外部復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)一般都在開機(jī)時(shí)要做復(fù)位，這樣可以方便中央處理器CPU和存儲(chǔ)器等其他功能部件處在一個(gè)確定穩(wěn)定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 外部復(fù)位電路通常有兩種即上復(fù)位電路和開關(guān)復(fù)位電路兩種方式。該電路兼有上復(fù)位和開關(guān)復(fù)位電路。 復(fù)位電路圖如圖RESET。工作原理為:開關(guān)閉合，上電瞬間，RC電路
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