【正文】 能干的人，不在情緒上計(jì)較，只在做事上認(rèn)真；無能的人！不在做事上認(rèn)真，只在情緒上計(jì)較。===========數(shù)據(jù)通信子程序=========== SERVE: CLR EA ；中斷服務(wù)PUSH DPLPUSH DPHPUSH ACC PUSH PSWSETB 0D3HSETB OD4HJB TI, STOP WAIT: JNB RI, WAITMOV A, SBUFMOV R0,A ；將要求的濕度下限值始終存入片內(nèi)HUMADR單元(即03DH )INC R0 ；將計(jì)算所得時間值始終存入片內(nèi)TIMEADR單元(即03EH )MOV A,R0 CJNE A,3FH,DLEVMOV R0,HUMADRDLEV: CLR RISTOP: CLR TIPOP PSWPOP ACCPOP DPHPOP DPLSETB EA RETI附錄B：基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的電路原理圖寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—李芝蘭老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是適用性強(qiáng)，可對作物進(jìn)行適時、適量灌水，系統(tǒng)成本低廉，操作非常簡單，可擴(kuò)展性強(qiáng)，只要稍加改變，即可增加其他使用功能?！〔蓸哟鎯?shù)據(jù)置完成標(biāo)志處理數(shù)據(jù)是否大于土壤濕度設(shè)定值？YN開始中斷返回圖45 中斷服務(wù)子程序流程圖第5章 結(jié)論本文介紹了基于AT89C51單片機(jī)的節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)的軟硬件的設(shè)計(jì)與研究過程，重點(diǎn)介紹了控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及灌溉量計(jì)算模型的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。顯示緩沖區(qū)首址R0指向最左邊一位取出要顯示的數(shù)據(jù)求待顯示數(shù)據(jù)的顯示碼送位選碼到74LS138送段選碼到CD4543DPTR CD4543地址動態(tài)顯示子程序延時1ms6位數(shù)顯示完了嗎？返回求下一位位選碼YN修改顯示緩沖區(qū)地址 圖44 數(shù)據(jù)顯示子程序流程圖 數(shù)據(jù)通信子程序 在單片機(jī)系統(tǒng)中，串口（UART，通用異步收發(fā)接口）是一個非常重要的組成部分。但是這些誤差是隨機(jī)并且不可避免的，這就要求我們要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便獲得更為精確的數(shù)據(jù)。主程序完成的功能是：首先設(shè)定土壤濕度的上下限值，再對各寄存器的狀態(tài)初始化之后，開始啟動土壤濕度傳感器進(jìn)行濕度檢測，并將檢測后的結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行模糊化計(jì)算，結(jié)果顯示在顯示器上，若測量值大于設(shè)定值，則返回重新進(jìn)行進(jìn)行測量；若測量值小于設(shè)定值，則進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警后灌溉系統(tǒng)啟動，對缺水的土壤地域進(jìn)行灌溉。所有程序，不論用何種語言編制，都必須轉(zhuǎn)成機(jī)器指令，運(yùn)用機(jī)器的邏輯功能，其功能才能得以實(shí)現(xiàn)。 匯編語言是我們理解整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最佳起點(diǎn)和最有效途徑。匯編語言的特點(diǎn):①面向機(jī)器的低級語言，程序員須對MCS51的硬件有相當(dāng)深入的了解；②用匯編語言編寫的程序效率高，占用的儲存空間小，運(yùn)行速度快，因此能編寫出最優(yōu)化的程序；③可有效地訪問、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如磁盤、存儲器、CPU、I/O端口等；④匯編語言與機(jī)器語言都脫離不開具體的機(jī)器硬件，均是面向“機(jī)器”的語言，缺乏通用性。(2)匯編語言計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的每一條指令都對應(yīng)一組二進(jìn)制代碼。MCS51的接線P11連接報(bào)警電路的輸入端,當(dāng)P11口輸出低電平時,發(fā)光二極管兩端電壓差接近5V,，由壓電效應(yīng)而發(fā)出蜂鳴音報(bào)警。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1 IN、T2 IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232C數(shù)據(jù)從T1 OUT、T2 OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232C數(shù)據(jù)從R1 IN、R2 IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1 OUT、R2 OUT輸出。(2)GND（引腳15）：接地。常用的電平轉(zhuǎn)換電路是MAX232。例如CRT、打印機(jī)與CPU的通信大都采用RS232C接口，MCS51單片機(jī)與PC機(jī)的通信也是采用該種類型的接口。RS232C是使用最早、應(yīng)用最多的一種異步串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)通信接口時，必須根據(jù)需要選擇標(biāo)準(zhǔn)接口，并考慮傳輸介質(zhì)、電平轉(zhuǎn)換等問題。它們均由同步字符、數(shù)據(jù)字符和校驗(yàn)字符CRC三部分組成。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是不需要傳送同步時鐘，字符幀長度不受限制，故設(shè)備簡單。按照串行通信的收發(fā)雙方的時鐘配置情況，串行通信可分為同步通信和異步通信兩類。數(shù)據(jù)接收方收到數(shù)據(jù)后，要向數(shù)據(jù)發(fā)送方回送數(shù)據(jù)已經(jīng)接收到的“應(yīng)答”信號。顯示電路設(shè)計(jì)如圖310。74LS138是一個38譯碼器，共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)形式，其工作原理為：當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。上述兩類接口芯片無輸入鎖存能力。如MC14558等。8位共陰極和共陽極LED數(shù)碼顯示器的字模如表36。另一種是共陰極連接法；它是把各個發(fā)光二極管的陰極連接在一起作為公共端，工作時，公共端接低電平（一般接地），當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接高電平時，它對應(yīng)的尾段點(diǎn)亮發(fā)光。近年來，也開始出現(xiàn)有配置簡易形式的CRT顯示器，以方便圖形顯示。由于LED和LCD顯示器可以顯示數(shù)字、字符和系統(tǒng)狀態(tài)，且具有體積小。圖37 6264與AT89C51硬件連接原理圖 LED顯示電路進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，顯示器行業(yè)以發(fā)展為一個空間巨大，前景廣闊的新型行業(yè)。：寫選通信號，輸入低電平有效。 (3)地址線：A12A0共13根地址線，可尋址的存儲單元數(shù)為1213=8K個。其性能見表34所示。外部數(shù)據(jù)存儲器最大尋址空間64KB，地址為0000HFFFFH。通過74LS373接于P01,只要 P01=0則啟動轉(zhuǎn)換器；P01=1則讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。AD574的引腳如圖34所示。在轉(zhuǎn)換之前，設(shè)A=1，AD574按8位A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間為10。A=1時，則輸出低4位數(shù)據(jù)加4位附加0。(2)為數(shù)據(jù)格式選擇端。內(nèi)部寄存器控制輸入引腳是大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器所沒有的，它們用來選擇輸出數(shù)據(jù)的形式和轉(zhuǎn)換脈沖長度。整個轉(zhuǎn)換過程結(jié)束后，輸出一個標(biāo)志狀態(tài)STS（低電平表明轉(zhuǎn)換結(jié)束）。內(nèi)部配置高精度參考電壓源和時鐘電路，使它不需任何外部電路和時鐘信號，就能完成A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)用非常方便。為了減少動態(tài)數(shù)據(jù)采集的孔徑誤差,需要加入采樣/保持電路。A/D轉(zhuǎn)換接口用于將傳感器檢測到的模擬量轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字量，從而實(shí)現(xiàn)對模擬量的測量和控制。工作原理為：按鈕按下后，RC電路充電，RESET引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RESET端保持10ms以上的高電平，就能用單片機(jī)有效的復(fù)位。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。(12)XTAL2：它是振蕩電路放大器的輸出端，要檢查8051的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出[12]。(10)/VPP：當(dāng)=0時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），允許使用片外ROM，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，自動在ALE短輸出頻率為fosc/6的脈沖序列。當(dāng)電源VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定時，將+5V電源自動接到該引腳，為RAM提供備用電源，以保證儲存在RAM中的信息不丟失，從而使復(fù)位之后能繼續(xù)正常工作。P3口的輸入輸出及P3口鎖存器、中斷、定時/計(jì)數(shù)器、串行口和特殊功能寄存器有關(guān)，P3口的第一功能和P1口一樣可作為輸入輸出端口，同樣具有字節(jié)操作和位操作兩種方式，在位操作模式下，每一位均可定義為輸入或輸出。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。(1)AT89C51功能特性如下所述：①片內(nèi)時鐘振蕩器； ②內(nèi)含4KBytes的程序存儲器；③內(nèi)含256KBytes的數(shù)據(jù)存儲器；④程序存儲器可外部擴(kuò)展至64Kbytes；⑤數(shù)據(jù)存儲器可外部擴(kuò)展至64Kbytes；⑥兩個雙全工串行通信口；；⑦2個16位可編程計(jì)時/計(jì)數(shù)器；⑧五個具有可編程為2層中斷優(yōu)先權(quán)的中斷源；⑨具有邏輯運(yùn)算能力；⑩32條雙向且可被獨(dú)立尋址的I/O；圖31 AT89C51引腳圖 (2)主要引腳功能如下：①VCC：供電電壓；②GND：接地；③P0口：P0口有三個功能(a)外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口） (b)外部擴(kuò)展存儲器時，當(dāng)作地址總線（A0~A7為地址總線接口） (c)不擴(kuò)展時，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻④P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流?，F(xiàn)流行的單片機(jī)有很多種，8位單片機(jī)的控制功能較強(qiáng)，品種最為齊全。今年來，隨著家用電子系統(tǒng)的新發(fā)展，32位單片機(jī)的市場前景看好。片內(nèi)含有A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路。主要在工業(yè)控制，智能儀表，家用電器和辦公自動化系統(tǒng)中應(yīng)用。在指令系統(tǒng)方面，普遍增設(shè)了乘除指令和比較指令。他們將單片機(jī)以智能化器件的身份用于電子系統(tǒng)，脫離了計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域，沒有帶入“嵌入式系統(tǒng)”概念，但從學(xué)科的角度應(yīng)該把統(tǒng)一為“嵌入式系統(tǒng)”單片機(jī)的產(chǎn)生與應(yīng)用將發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)人為擴(kuò)展到系統(tǒng)領(lǐng)域，使計(jì)算機(jī)成為人類社會全面智能化的有力工具。在此期間。(3)它具有內(nèi)在的并行處理機(jī)制，對被控對象的特性變化不敏感，模糊控制器的設(shè)計(jì)參數(shù)容易選擇調(diào)整。目前人們所研究的模糊控制是由計(jì)算機(jī)去執(zhí)行的。作為一種較新的智能控制方式，模糊控制也要遵循一定的規(guī)律和法則，該方法首先將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)編成模糊規(guī)則[10]，然后將來自傳感器的實(shí)時信號模糊化，將模糊化后的信號作為模糊規(guī)則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執(zhí)行器上。(5)魯棒性和適應(yīng)性好[9]。這些模糊量是人類智能活動的體現(xiàn)。模糊控制是以人對被控對象的控制經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)而設(shè)計(jì)的控制器，故無須知道被控對象的數(shù)學(xué)模型。模糊理論(Fuzzy Theory)能解決真實(shí)世界普遍存在的一些模糊的現(xiàn)象，并且以模糊集合理論來處理不易量化的問題，以便于能適當(dāng)而可靠的處理人們主觀評估問題的方法。AQUATELTDR便攜式土壤水分儀適用于測量任何土壤的含水量，采用先進(jìn)的TDR原理，可以直接輸出電信號，也可配專用的手持讀數(shù)表，直接顯示土壤的含水量，因其價格低廉，廣泛應(yīng)用到節(jié)水灌溉、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域[8]。傳感器的基本特性一般分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性兩類。在測量電壓之前，需將傳感器得到的模擬電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以便單片機(jī)處理[6]。該傳感器的設(shè)計(jì)原理是通過測量電極之間的電阻值來表征土壤濕度的大小。本系統(tǒng)是一種高效率、低成本的灌溉優(yōu)化控制系統(tǒng)。一個農(nóng)業(yè)可養(yǎng)活90100人。(3)滴灌技術(shù)的發(fā)展①以色列滴管技術(shù)的發(fā)展(a)1962年以色列農(nóng)民發(fā)現(xiàn)滴灌有很好的灌溉效果。(2)微灌具有以下缺點(diǎn)：①成本比較高。有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),增產(chǎn)微灌能為作物提供了良好的生長環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量。(1)微灌具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①省水。國內(nèi)現(xiàn)有的節(jié)水灌溉設(shè)備、配套器材制造廠多為一些轉(zhuǎn)產(chǎn)的小企業(yè)，生產(chǎn)技術(shù)裝備落后、專業(yè)化生產(chǎn)程度低，生產(chǎn)與科研脫節(jié)，這是國產(chǎn)節(jié)水灌溉設(shè)備成本高，性能不穩(wěn)定、質(zhì)量差、不耐用的根本原因。和傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備相比成本大大降低，而且抗干擾性好、安裝維護(hù)方便、測量精度高，具有較高的性能和價格比。改進(jìn)地面灌溉技術(shù)，提高地面灌溉的灌水效果對緩解我國水資源短缺、保持灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 課題研究目的及主要內(nèi)容節(jié)水灌溉技術(shù)及其配套設(shè)備，在我國經(jīng)過近30多年的快速發(fā)展，在總結(jié)相關(guān)成果的基礎(chǔ)上，初步形成了其技術(shù)體系，在某些方面已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。為實(shí)現(xiàn)渠系優(yōu)化配水的要求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的渠道水量、流量實(shí)時調(diào)控的研究也在國內(nèi)外逐步興起。因此，各國都正在不斷研究開發(fā)技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的高分子合成新材料。相對來說，技術(shù)正在趨于成熟，主要是探索新型建筑結(jié)構(gòu)形式。近幾年，根據(jù)中國國情，我國已研發(fā)出大射程旋轉(zhuǎn)式微噴頭、長流道新型薄壁微灌帶、帶離心清洗裝置的自動反沖過濾器、帶穩(wěn)壓機(jī)構(gòu)的連續(xù)精量水動式施肥泵、低壓壓力調(diào)節(jié)器、節(jié)能異形噴嘴、可調(diào)霧化程度及射程的多功能噴頭、新型短流道噴頭、輕小型噴灌機(jī)組、新型中遠(yuǎn)射程噴頭、國產(chǎn)激光控制精細(xì)平地鏟運(yùn)設(shè)備等節(jié)水灌溉設(shè)備和系統(tǒng)。國外現(xiàn)有滴灌施肥灌溉自動控制軟件也只能在給定施肥量的情況下控制肥液濃度與施肥歷時，而未能將作物施肥灌溉制度、土壤特性、氮素運(yùn)移模式相結(jié)合，形成決策、管理一體化的軟件。在微灌水肥高效利用方面，以色列、美國、荷蘭等國家對不同作物的施肥灌溉制度和微灌施肥灌溉專用液體肥料進(jìn)行了20～30年的研究，取得了豐富的成果，已經(jīng)研制出了針對多種經(jīng)濟(jì)作物水肥高效利用的專家管理系統(tǒng)。該技術(shù)在美國等發(fā)達(dá)國家被稱為是地面灌溉最重要的進(jìn)展之一。微灌又分為滴灌、微噴灌、涌泉灌、地下滲灌。必須將水源開發(fā)、輸配水、灌水技術(shù)和降雨、蒸發(fā)、土壤情況和農(nóng)作物需水規(guī)律等方面統(tǒng)一考慮。節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉即由傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌溉區(qū)域用水情況進(jìn)實(shí)時行監(jiān)測預(yù)