【正文】 李老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)確定的確定，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，繪制大圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。參 考 文 獻(xiàn)[1] 王友貞，［J］.節(jié)水灌溉，2005，2:3334.[2] 馬公為，洪亮，［J］.節(jié)水灌溉，2004,5:56. [3] 段愛(ài)旺、[J]，灌溉排水，1999，（1）.[4] ［J］.中國(guó)農(nóng)村科技，1999,4:89 .[5] ［J］.新疆科技衛(wèi)生出版社，1992.[6] ［M］.西安交通大學(xué)出版社,1995. [7] 王立新，［M］.清華大學(xué)出版社，200306.[8] 馮冬青，［M］.北學(xué)工業(yè)出版社，200003.[9] ［M］.國(guó)防工業(yè)出版社,2000. [10] ［M］.清華大學(xué)出版社,2007. [11] 李錫雄. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)［M］. 北京科學(xué)出版社，199908.[12] ［M］.西安交通大學(xué)出版社,1995.[13]王友貞，［J］.節(jié)水灌溉,2005,2:3334.致 謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)土壤濕度信號(hào)的采集、處理、顯示以及對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制等功能；用Protel軟件繪制電路原理圖；利用MCS51匯編語(yǔ)言編制運(yùn)行程序。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)是對(duì)土壤濕度參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，將土壤濕度傳感器檢測(cè)的結(jié)果送入A/D轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行處理后，輸入單片機(jī)，將監(jiān)測(cè)到的濕度值進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)處理過(guò)程中采用模糊控制算法，輸出控制信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土壤濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，能在土壤濕度異常情況實(shí)現(xiàn)報(bào)警等功能。下圖為數(shù)據(jù)通信中斷服務(wù)子程序的流程圖。通常使用單片機(jī)串口通過(guò)RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換芯片與上位機(jī)連接，以進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換、參數(shù)設(shè)置、組成網(wǎng)絡(luò)以及各種外部設(shè)備的連接等。進(jìn)入動(dòng)態(tài)顯示子程序后，首先尋找顯示緩沖區(qū)首地址R0，并把數(shù)據(jù)指針指向要顯示最左邊數(shù)碼管的譯碼器地址，然后取出要顯示的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換，變成顯示碼，然后通過(guò)把段選碼送入CD4543，用于數(shù)碼管顯示當(dāng)前數(shù)值，位選碼送入74LS138，用于確定六個(gè)數(shù)碼管中的哪一個(gè)進(jìn)行顯示，當(dāng)上述過(guò)程結(jié)束，需延時(shí)1ms，是人眼能夠識(shí)別數(shù)碼管顯示數(shù)字的變化，然后判斷六個(gè)數(shù)碼管是否都已顯示，如果沒(méi)有，則修改顯示緩沖區(qū)的地址，尋找下一個(gè)數(shù)碼管的譯碼器地址，然后取數(shù)據(jù)通過(guò)前面的過(guò)程進(jìn)行顯示，重復(fù)循環(huán)判斷，直到六個(gè)數(shù)碼管都顯示數(shù)據(jù)，則該子程序輸出返回值。數(shù)據(jù)處理流程圖如圖43所示。初始化啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換讀出A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)返回NY是否大于設(shè)定值？圖42 數(shù)據(jù)采集子程序流程圖 數(shù)據(jù)處理子程序在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，單片機(jī)采集進(jìn)來(lái)的信號(hào)總會(huì)被一些因素干擾，它們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源、傳感器、外界干擾等，從而使A/D送入單片機(jī)的數(shù)據(jù)中存在誤差。程序如下：ADTURN0 EQU 21H ；IN0通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址ADTURNI EQU 2CH ；IN1通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址LINEADR0 EQU 37H ；IN0采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址LINEADR1 EQU 38H ；IN采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址LINEADR EQU 39H ；平均值存放地址HUMID EQU 3BH ；標(biāo)度變換后的濕度值存放地址BCDADR EQU 3CH ；BCD轉(zhuǎn)換后的濕度值存放地址 HUMADR EQU 3DH ；上位機(jī)傳來(lái)的濕度值存放地址 TIMEADR EQU 3EH ；上位機(jī)傳來(lái)的時(shí)間值存放地址 T100US EQU 25650 ；延時(shí)參數(shù) Cl00US EQU 3FH ； SHOWADR EQU 40H ；顯示區(qū)數(shù)據(jù)存放首址 ORG OOOOH SJMP START ORG OOOBH ；定時(shí)器0中斷服務(wù)程序入口 LJMP TOINT ORG 0023H ；串行I/O中斷服務(wù)程序入口 LJMP SERVE ORG OOSOHSTART:MOV SP, 50H ；設(shè)置堆棧 MOV HUMADR, OFFH SETB OD3H ；選中寄存器3 SETS OD4H MOV R0, HUMADR CLR OD3H ；選中寄存器0 CLR OD4HMOV TMOD, 22H ；主程序初始化MOV TH1, OF3HMOV TLl, OF3H MOV SCON, 50HMOV PCON, 80HMOV DPTR, 7FF8HMOV A, 4DHMOVX DPTR, ASETB TR1SETB EASETB ESRUN:LCALL AD ；調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序LCALL MAOPAO ；調(diào)用濾波子程序LCALL TURN ；調(diào)用濕度轉(zhuǎn)換子程序MOV A, HUMID ；將濕度值送往上位機(jī)MOV SBUF, ALCALL TWOSEC ；延時(shí)等待兩妙鐘LCALL BCDTURN ；調(diào)用BCD轉(zhuǎn)換子程序LCALL SHOW ；調(diào)用顯示子程序MOV A,HUMID CJNE A, HUMADR, COMP ；檢測(cè)到的濕度值大于上位機(jī)送來(lái)的濕度值時(shí)，則循環(huán)采樣，否則報(bào)警灌溉DONE: CLR LCALL ALARM ；調(diào)用報(bào)警延時(shí)子程序進(jìn)行灌溉動(dòng)作LCALL TIMEORL P1,02HLCALL TENMIN ；灌水結(jié)束等待10分鐘LJMP RUN ；回到主程序COMP:JC DONELJMP RUNEND 數(shù)據(jù)采集子程序數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是不斷地采集土壤的適度參數(shù)，并存儲(chǔ)在外部制定的RAM單元。 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)主系統(tǒng)流程圖如圖41所示。機(jī)器的邏輯功能，軟件系統(tǒng)功能構(gòu)筑其上，硬件系統(tǒng)功能運(yùn)行于下。 所有可編程計(jì)算機(jī)都向人們提供機(jī)器指令，通過(guò)機(jī)器指令人們能夠使用機(jī)器的邏輯功能。人們經(jīng)常認(rèn)為匯編語(yǔ)言的應(yīng)用范圍很小，而忽視它的重要性。匯編語(yǔ)言的應(yīng)用:(1)70%以上的系統(tǒng)軟件是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的；(2)某些快速處理、位處理、訪問(wèn)硬件設(shè)備等高效程序是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)； (3)某些高級(jí)繪圖程序、視頻游戲程序是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的。但在編寫(xiě)復(fù)雜程序時(shí)，相對(duì)高級(jí)語(yǔ)言代碼量較大，而且匯編語(yǔ)言依賴(lài)于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)，不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植。匯編語(yǔ)言編譯器把匯編程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的過(guò)程稱(chēng)為匯編。因此匯編語(yǔ)言亦稱(chēng)為符號(hào)語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言中，用助記符(Mnemonic)代替操作碼，用地址符號(hào)(Symbol)或標(biāo)號(hào)(Label)代替地址碼?，F(xiàn)在的匯編環(huán)境已經(jīng)如此高級(jí)，即使全部用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)windows的應(yīng)用程序也是可行的，但這不是匯編語(yǔ)言的長(zhǎng)處。高級(jí)的匯編器如MASM, TASM等等為我們寫(xiě)匯編程序提供了很多類(lèi)似于高級(jí)語(yǔ)言的特征，比如結(jié)構(gòu)化、抽象等。匯編語(yǔ)言(Assembly Language),也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。不過(guò)，由于機(jī)器語(yǔ)言是二進(jìn)制的，用它來(lái)編寫(xiě)程序，既繁瑣又難以記憶，而且總是長(zhǎng)長(zhǎng)的一串1和0，使用時(shí)很不方便。直接用計(jì)算機(jī)指令(即二進(jìn)制代碼)與計(jì)算機(jī)“交談”時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠立即理解并執(zhí)行。每種計(jì)算機(jī)都有自己的一組指令集，用來(lái)提供給用戶(hù)使用。計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和處理信息是通過(guò)執(zhí)行指令序列來(lái)完成的。MCS51的口線P11接報(bào)警電路的輸入端,當(dāng)P11口輸出低電平時(shí),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。(4)T1 IN、R1 OUT、R1 IN、T1 OUT（引腳11～14）：第一數(shù)據(jù)通道。(3)C1+、CC2+、CV+、V（引腳1～6）：和4個(gè)電容構(gòu)成電荷泵電路。MAX232引腳功能：(1)VCC（引腳16）：+5V。圖311為MAX232的引腳圖。RS232C規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，由于它是在TTL電路之前研制的，所以它的電平不是+5V和地，而是采用負(fù)邏輯，即：邏輯“0”：+5V～+15V邏輯“1”：5V～15V因此，RS232C不能和TTL電平直接相連，使用時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，否則將使TTL電路燒壞，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須注意。由于MCS51系列單片機(jī)本身有一個(gè)全雙工的串行接口，因此該系列單片機(jī)用RS232C串行接口總線非常方便。RS232C主要用來(lái)定義計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）之間的電氣性能。它是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）1962年公布、1969年最后修定而成的。常用的為RS232C。采用標(biāo)準(zhǔn)接口后，能夠方便地把單片機(jī)和外設(shè)、測(cè)量?jī)x器等有機(jī)地連接起來(lái)，從而構(gòu)成一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信主要采用異步串行通信。如現(xiàn)代電話(huà)通信提供了全雙工傳送。這種方式一般用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的非主干線路中。半雙工通信允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但在同一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸，它實(shí)際上是一種可切換方向的單工通信。單工通信只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸，又稱(chēng)為單向通信。同步通信的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，通常可達(dá)56000bit/s或更高，其缺點(diǎn)是要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘必須保持嚴(yán)格同步。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。同步通信（Synchronous Communication）是一種連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳輸一幀信息。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是不需要傳送同步時(shí)鐘，字符幀長(zhǎng)度不受限制，故設(shè)備簡(jiǎn)單。異步通信（Asynchronous Communication），數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。它們的基本功能都是從外部邏輯接收串行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后傳送給CPU，或從CPU接收并行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)后輸出到外部邏輯。兩種基本通信方式比較起來(lái)，串行通信能夠節(jié)省傳輸線，特別是數(shù)據(jù)位數(shù)很多和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送時(shí)，這一優(yōu)點(diǎn)更為突出；串行通信方式的主要缺點(diǎn)是傳送速度比并行通信要慢。圖310 顯示電路原理圖 串行通信電路 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU和外部通信有兩種通信方式：并行通信和串行通信。圖38 74LS138引腳圖圖39 CD4543引腳圖CD4543是BCD鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，有燈測(cè)試功能；有消隱輸入端；以異或門(mén)作輸出級(jí)，可方便地驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)顯示部分選用LED顯示器，其由發(fā)光二極管組成，采用動(dòng)態(tài)顯示方法；74LS138實(shí)現(xiàn)位選，CD4534段選。(3)BCD7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器。如：MC145474LS47等。(2)D7段譯碼驅(qū)動(dòng)器。其功能是輸入BCD碼，輸出7段顯示器的字行碼。表33 LED顯示器字模表顯示字符 共陽(yáng)極 共陰極 顯示字體 共陽(yáng)極 共陰極0 C0H 3FH b 83H 7CH1 F9H 06H c C6H 39H2 A4H 5BH d A1H 5EH3 B0H