溫室大棚自動灌溉控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-24 07:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間，該電路選擇22pF的電容。時鐘電路的主要任務(wù)是給單片機(jī)STC89C52的正常工作提供一個穩(wěn)定的時鐘信號，單片機(jī)在這個時鐘信號的節(jié)奏下逐個地執(zhí)行指令。單片機(jī)的時鐘信號的產(chǎn)生方式有兩種，一種是外部時鐘方式，另一種是內(nèi)部時鐘方式。外部時鐘方式是把已有的時鐘信號從XTAL1或XTAL2送入單片機(jī)，該方式一般用于有多個單片機(jī)的情況，所以本設(shè)計(jì)中時鐘電路采用的是內(nèi)部時鐘方式，選用12M的晶振和兩個22pF的電容與片內(nèi)的高增益反相放大器構(gòu)成一個自激振蕩器。 STC89系列單片機(jī)為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到GND，由此形成一個RC充放電回路，這樣可以保證單片機(jī)在上電時RST腳上有足夠時間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用過程中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。為了保證單片機(jī)系統(tǒng)中的電路能穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位能可靠工作，復(fù)位電路是不可或缺的一部分，復(fù)位電路包括手動復(fù)位和上電復(fù)位。單片機(jī)在開始工作時都需要復(fù)位，這樣就可以使整個系統(tǒng)處于確定的初始狀態(tài)，從初始狀態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)工作狀態(tài)正常，振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并且保持2個機(jī)器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。溫濕度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 溫度的測量電路。 DS18B20引腳圖DS18B20數(shù)字溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度的范圍為－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177?！妫贿m應(yīng)電壓范圍寬，～，采用外部電源供電的方式。該溫度傳感器有三個引腳，VCC為外接供電電源輸入端，GND為電源地，DA為數(shù)字信號輸入/輸出端[8]。該溫度傳感器三個引腳，VCC接工作電源；GND接地；。在該電路中，VCC引腳與DQ引腳之間接一個上拉電阻，使電路不工作時處于高電平。DS18B20所采集的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過ADS1286模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳送給單片機(jī)，通過單片機(jī)作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理得到溫度值。 土壤濕度檢測器原理圖 土壤濕度檢測器是為了檢測土壤的含水量，做土壤墑情監(jiān)測和農(nóng)業(yè)灌溉。本設(shè)計(jì)中土壤濕度檢測器是電阻式土壤濕度檢測器，土壤的電阻值與其濕度有關(guān)，通過土壤溶液的導(dǎo)電性和土壤水分含量的關(guān)系測定土壤濕度。通過測試土壤的電阻值來觀察電壓的示數(shù)。土壤越干燥，土壤的電阻值越大，電壓示數(shù)越小。反之亦然。濕度的采集可以用濕度傳感器來實(shí)現(xiàn)。將濕度傳感器看作可調(diào)變阻器，當(dāng)濕度傳感器采集到濕度時，電阻值發(fā)生變化，濕度最小時的電阻值為10K，濕度最大時為變化的幅度是根據(jù)濕度傳感器采集到的濕度大小而定。隨著電阻值的變化，電路的輸出電壓也跟著變化。調(diào)節(jié)電阻值的大小，可得到想要的電壓，滿足電路的需求。此次設(shè)計(jì)采用的是土壤濕度傳感器YL69。土壤濕度傳感器特性： （1）土壤濕度傳感器YL69，表面采用鍍鎳處理，有加寬的感應(yīng)面積，可以提高導(dǎo)電性能，防止接觸土壤容易生銹的問題，延長使用壽命； （2）可以寬范圍控制土壤的濕度，通過電位器調(diào)節(jié)控制相應(yīng)閥值，濕度低于設(shè)定值時，DO輸出高電平；高于設(shè)定值時，DO輸出低電平； （3）采用三線制，界限簡單，GND外接數(shù)字地，DO“小板數(shù)字量輸出接口（0和1）”接到單片機(jī)即可； （4）比較器采用LM393芯片，工作穩(wěn)定； （5）設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝。值得說明的是：此傳感器適用于土壤的濕度檢測；模塊中藍(lán)色的電位器是用于土壤濕度的閥值調(diào)節(jié)，順時針調(diào)節(jié)，控制的濕度會越大，逆時針越?。粩?shù)字量輸出D0可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測高低電平，由此來檢測土壤濕度[9]。將土壤濕度檢測器探頭埋在作物根部的土壤里檢測土壤濕度，該土壤濕度檢測器檢測到的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換過的數(shù)據(jù)傳至主控制器，由主控制器決定控制狀態(tài)，如果濕度過低，則通過繼電器控制接在水源的電磁閥進(jìn)行灌溉，濕度過高則停止灌溉。 ADS1286模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1286引腳 A/D轉(zhuǎn)換電路圖ADS1286是一個12位低功耗A/D轉(zhuǎn)換芯片，其供電電流為250uA，采樣率為20KHz,支持兩線或三線接口通信，并且與SPI或SSI均兼容。該芯片有8個引腳，VREF為參考電壓輸入端；+In為同相輸入端；In為反相輸入端；GND為接地端；/SHDN為片選端/低功耗模式選擇，當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平時，芯片片選有效，當(dāng)該引腳為高電平時為低功耗模式；DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出端；DCLOCK為時鐘輸入端；+VCC為電源正端。 考慮到本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（工作時的溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等），本次設(shè)計(jì)中采用的是LCD5110顯示器。5110顯示器具有顯示清晰、視覺范圍廣、價格低等優(yōu)點(diǎn)。 LCD5110（LPH7366)是諾基亞公司生產(chǎn)的一款性價比高、接口簡單、運(yùn)行速度快、工作電壓低的液晶顯示模塊，具有掉電模式，不僅應(yīng)用于移動電話，而且還廣泛應(yīng)用于各類便攜式移動設(shè)備的顯示系統(tǒng)[10]。與其他類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特點(diǎn)： 84x48的點(diǎn)陣LCD，可以顯示4行漢字；采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號線僅有9條；支持多種串行通信協(xié)議（如AVR單片機(jī)的SPI、MCS51的串口模式O等），傳輸速率高達(dá)4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時間；可通過導(dǎo)電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換；LCD控制器／驅(qū)動器芯片已綁定到LCD晶片上，模塊的體積很小。 ： LCD5110液晶顯示模塊當(dāng)溫室大棚內(nèi)的溫濕度超過上下限時，就需要通過報警來提醒工作人員進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)，而報警用到的就是蜂鳴器。蜂鳴器分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種。壓電式蜂鳴器用直流電壓就可以驅(qū)動它鳴叫，那是因?yàn)樗鼉?nèi)部集成了振蕩源。而電磁式蜂鳴器內(nèi)部沒有振蕩源，所以一般使用2K5K方波來驅(qū)動。在本次設(shè)計(jì)中使用的是有電磁式蜂鳴器，電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。通電后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。在它兩端加載5V的直流電壓就可以驅(qū)動它鳴叫。： 報警電路的設(shè)計(jì) 蜂鳴器的工作電流一般是30mA，而單片機(jī)的I/O口只能承受幾毫安的電流，因此需要加三級管進(jìn)行驅(qū)動。在單片機(jī)的I/，三極管導(dǎo)通，5V的電壓加載到蜂鳴器兩端，蜂鳴器鳴叫；，三極管截止，蜂鳴器不鳴叫。 繼電器是電子控制器件，通常應(yīng)用于自動控制電路中。它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、堅(jiān)固耐用、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。本電路采用常開繼電器組成控制電路。繼電器控制灌溉設(shè)備，當(dāng)濕度值低于設(shè)定的下限值時，和單片機(jī)相連的引腳將送入低電平，三極管導(dǎo)通，繼電器通電吸合，啟動灌溉設(shè)備，濕度上升，當(dāng)上升到設(shè)定范圍內(nèi)時，置其引腳
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1