【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是給單片機STC89C52的正常工作提供一個穩(wěn)定的時鐘信號，單片機在這個時鐘信號的節(jié)奏下逐個地執(zhí)行指令。單片機的時鐘信號的產(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，該方式一般用于有多個單片機的情況，所以本設計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成一個自激振蕩器。 STC89系列單片機為高電平復位，通常在復位引腳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在上電時RST腳上有足夠時間的高電平進行復位，隨后回歸到低電平進入正常工作狀態(tài)。單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用過程中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。為了保證單片機系統(tǒng)中的電路能穩(wěn)定可靠工作，復位能可靠工作，復位電路是不可或缺的一部分，復位電路包括手動復位和上電復位。單片機在開始工作時都需要復位，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系列單片機的復位信號是從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個機器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。溫濕度采集系統(tǒng)的設計 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。℃；適應電壓范圍寬，～，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)化為相應的數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳送給單片機，通過單片機作相應的數(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。本設計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，通過土壤溶液的導電性和土壤水分含量的關系測定土壤濕度。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現(xiàn)。將濕度傳感器看作可調(diào)變阻器，當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。此次設計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，有加寬的感應面積，可以提高導電性能，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)控制相應閥值，濕度低于設定值時，DO輸出高電平；高于設定值時，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）”接到單片機即可； （4）比較器采用LM393芯片，工作穩(wěn)定； （5）設有固定螺栓孔，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??；數(shù)字量輸出D0可以與單片機直接相連，通過單片機來檢測高低電平，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，當該引腳出現(xiàn)低電平時，芯片片選有效，當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。 考慮到本設計的特點（工作時的溫濕度、顯示行列數(shù)、光線等），本次設計中采用的是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。 LCD5110（LPH7366)是諾基亞公司生產(chǎn)的一款性價比高、接口簡單、運行速度快、工作電壓低的液晶顯示模塊，具有掉電模式，不僅應用于移動電話，而且還廣泛應用于各類便攜式移動設備的顯示系統(tǒng)[10]。與其他類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特點： 84x48的點陣LCD，可以顯示4行漢字；采用串行接口與主處理器進行通信，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單片機的SPI、MCS51的串口模式O等），傳輸速率高達4Mbps，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時間；可通過導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，那是因為它內(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。在本次設計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。： 報警電路的設計 蜂鳴器的工作電流一般是30mA，而單片機的I/O口只能承受幾毫安的電流，因此需要加三級管進行驅(qū)動。在單片機的I/，三極管導通，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)，實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器具有結構簡單、工作可靠、堅固耐用、價格便宜等優(yōu)點。本電路采用常開繼電器組成控制電路。繼電器控制灌溉設備，當濕度值低于設定的下限值時，和單片機相連的引腳將送入低電平，三極管導通，繼電器通電吸合，啟動灌溉設備，濕度上升，當上升到設定范圍內(nèi)時，置其引腳