【文章內(nèi)容簡介】 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 12 1 M S B21A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT62 58E O C7O UT P UT E NA B L E9CLO C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8 L S B172 4182 319I N228I N127I N026A L E22U2A DC 0 8 0 9D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U37 4 L S 3 7 3123U 4 : A7 4 0 0456U 4 : B7 4 0 0L11 .2 uC11 0 u 圖 4 數(shù)據(jù)采集處理電路 水泵控制電路 采用繼電器控制電路，利用單片機(jī)的 為水泵的控制端口，當(dāng)需要灌溉的時(shí)候 為高電平，反之， 。單片機(jī)要達(dá)到控制目的，電路要加放大電路，現(xiàn)使用 9015 三極管放大信號(hào)。使用 1N4001 穩(wěn)壓二極管來指示水泵開關(guān)狀態(tài)，發(fā)光二極管亮代表繼電器開關(guān)打開。 LED 數(shù)字顯示部分 數(shù)字顯示電路包括兩個(gè)四位共陽極 LED 顯示器和鍵盤控制電路組成，一個(gè) LED 顯示器顯示實(shí)際的溫度值，另一個(gè) LED 顯示器顯示設(shè)定的濕度。共陽極 LED顯示器的陰極和單片機(jī) AT 89C51的 P1口連接，顯示段碼由 CPU 通過 P1 口傳送到 LED 顯示器的陰極。位掃描碼由單片機(jī) AT 89C51的 P P2 P22 輸出，經(jīng) 74LS138 譯碼器譯碼后，再經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器傳送到 LED 顯示器的陽極，選通 LED 顯示器的對(duì)應(yīng)位。單片機(jī)輸出電壓電流不能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，使用 9015 三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，138 譯碼器是 TTL 電平與單片機(jī)兼容。本模塊利用 138 譯碼器對(duì)顯示器動(dòng)態(tài)掃描，大大簡化硬件，充分利用了單片機(jī)的資源。 本系統(tǒng)輸出結(jié)果選用 4個(gè) LED 顯示。數(shù)碼管有共陰共陽之分，本系統(tǒng)采用 8 段共陰型 LED，江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 其原理圖如圖 5所示，每位數(shù)碼管內(nèi)部→ 8個(gè)發(fā)光二極管組成，由 8個(gè)發(fā)光二極管的陰極并接而成的公共端在正常顯示時(shí)接低電平 (GND)， adp 各引腳 上是否是高電平將決定各個(gè)數(shù)碼管是否被點(diǎn)亮。 圖 5 為 LED 數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)，外部共有 10 個(gè)引腳，其中 3, 8 腳是公共端，其余的 8個(gè)引腳被稱為段選端。 由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容比較簡單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟(jì)。 LED 有共陰極和共陽極兩種。如圖 5所示。 二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽極則將發(fā)光二極管的陽極連接在一起，接入 +5V 的電壓。一位顯示器由 8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中 7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“ 8”的各個(gè)筆劃（段） a～ g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為 dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的 正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段 LED 不被損壞，需外加限流電阻。 符號(hào)和引腳 共陰極 共陽極 圖 5 LED 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)原理圖 數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。用 P3 口來控制數(shù)碼管每一位的公共端，即“位控”。如果要顯示不同的內(nèi)容，那么就要采用輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字 位線處于斷開狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。 顯示掃描由程控實(shí)現(xiàn)，其中 PA口輸出字型碼， PC口輸出位選信號(hào)即掃描信號(hào)。相應(yīng)的端口地址分配如表 41: 名稱 命令 /狀態(tài)寄存器 PA 口 PB 口 PC 口 端口地址 7FF8H 7FF9H 7FFAH 7FFBH 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 超限報(bào)警電路 為了使操作人員在一些緊急或反常狀態(tài)下不會(huì)忽視、能夠及時(shí)的處理突發(fā)狀況，所以需要有一種能夠引起人們注意的報(bào)警信號(hào)。報(bào)警信號(hào)一般包括 :閃光報(bào)警、鳴音報(bào)警和語音報(bào)警，本系統(tǒng)采用聲光報(bào)警。 如圖 6 所示為報(bào)警 電路，選用壓電式蜂鳴器，這種蜂鳴器僅需要 10mA 的驅(qū)動(dòng)電流就可以產(chǎn)生 3KHz 左右的蜂鳴聲音，其中蜂鳴器的一端接在高電平 +SV 上，另一端連接 ，在初態(tài)時(shí)， 始終輸出高電平 1，在需要報(bào)警的時(shí)候，對(duì)端口 清零就可以了。同時(shí)利用延時(shí)程序來控制報(bào)警聲音的長短。當(dāng) 端輸出為低電平“ 0”時(shí)，二極管導(dǎo)通，燈亮發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 圖 6 報(bào)警電路 5 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)主要包括 :主程序設(shè)計(jì)，采樣子程序設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理程序，顯示子程序，串口通信程序等。各芯片地址編碼為 : RAM6116: OFOOOHOF7FFH 81551/0 口 :7FF8H 7FFDH ADC0809: OBFF8HOBFFFH 主程序設(shè)計(jì) 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 否 是 否 是 圖 7 主程序設(shè)計(jì)流程圖 采樣子程序設(shè)計(jì) 采樣子程序清單 : AD: MOV R0, ADTURNO MOV R6, OBH ADLOOP: MOV DPTR, OBFF8H ；啟動(dòng) INO 通道 A/D 轉(zhuǎn)換 GOON: MOVX @DPTR, A MOV R7, OAOH ；延時(shí)等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 DLAY: NOP NOP NOP 啟動(dòng) 初始化 讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 數(shù)值顯示 數(shù)值小于設(shè)定的值 調(diào)用控制模塊 設(shè)定時(shí)間未到？ 調(diào)用時(shí)間顯示模塊 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx 屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, @DPTR MOV @R0, A ；將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入以 ADTURNO 為首址的一片 RAM 內(nèi) INC RO DJNZ R6, ADLOOP SJMP AD RET 數(shù)據(jù)處理 數(shù)字濾波技術(shù) 在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，輸入信號(hào)容易受到隨機(jī)干擾，因此 A/D 轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)中的數(shù)據(jù)存在誤差，稱為隨機(jī)誤差。為了克服隨機(jī)干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術(shù)；軟件上采用數(shù)字濾波法來抑制有效信號(hào)中的干擾成分，消除誤差。本系統(tǒng)即采用數(shù)字濾波法。 常用的數(shù)字濾波法包括 :限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、去極值平均濾波法、移動(dòng)平均濾波法、加權(quán)平均濾波法、低通濾波法、復(fù)合濾波法等。本系統(tǒng)即采用中位值濾波法。 中位值濾波法的具體思路是 :對(duì)被測(cè)參數(shù)連續(xù)采樣 N 次 (一般 N為 奇數(shù) )，然后把 N 次采樣值按大小排列，取其中間值為本次采樣值。 本程序每次對(duì)土壤濕度連續(xù)采樣 11 次， ADTURNO 為片內(nèi) RAM 的 21H 地址單元，是采樣值放入內(nèi)存的首地址，濾波結(jié)果放入片內(nèi) RAM 的 37H 地址單元，即 LINEADRO 地址。 MAOPAO: MOV Rl, ADTURNO MOV R5, OAH CLR OOH FILTER: MOV 3CH, @R1 INC R1 MOV A, @R1 CLR C SUBB A, 3CH 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20xx 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁