【正文】 30H MAIN: MOV SP,60H MOV R1,00H 。 第三個數(shù)的字型參數(shù) U3 EQU 29H 。 盛放第一個數(shù)的字形參數(shù) U1 EQU 27H 。在運(yùn)行中鍵盤采用中斷方式，若有鍵按下，則轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序。當(dāng)接通電源時，自動灌溉控制系統(tǒng)啟動，同時 LCD液晶顯示提示語，提示用戶選擇模 式。執(zhí)行完一個灌溉周期后繼續(xù)循環(huán)檢測 口 的電平值。若為自動模式，則單片機(jī)定時檢測 口 的值，若該值為高電平則不啟動閥門，若該值為低電平，則啟動閥門。用戶選定模式后，主程序負(fù)責(zé)執(zhí)行相應(yīng)的子程序。 主程序設(shè)計 在本系統(tǒng)的程序設(shè)計中， 主控 模塊負(fù)責(zé) 啟動系統(tǒng)后顯示屏上的初級顯示，開外部中斷，判斷系統(tǒng)模式，以及執(zhí)行相應(yīng)的子程序，完成系統(tǒng)功能。 （ 5） 模塊程序允許設(shè)計者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計者提供方便。 （ 3） 程序的修改可局部化。 模塊程序設(shè)計法的主要優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 單個模塊比起一個完整的程序易編寫 、調(diào)試 及修改 。 把一個程序分成具有多個明確任務(wù)的程序模塊，分別編制、調(diào)試后再把它們連接在一起形成一個完整的程序，這樣的程序設(shè)計方法稱為模塊化程序設(shè)計 。 在硬件系統(tǒng)設(shè)計好以后，就要設(shè)計相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。 程序設(shè)計的基本概念有程序、數(shù)據(jù)、子程序、子例程、協(xié)同例程、模塊以及順序性、并發(fā)性、并行性、和分布性等。按照程序設(shè)計的成分性質(zhì)，有順序程序設(shè)計、并發(fā)程序設(shè)計、并行程序設(shè)計、分布式程序設(shè)計之分。按照用戶的要求，有過程式程序設(shè)計與非過程式程序設(shè)計之分。前者是指具有結(jié)構(gòu)性的程序設(shè)計方法與過程。程序設(shè)計通常分為問題建摸，算法設(shè)計，編寫代碼和編譯調(diào)試四個階段。它是目標(biāo)明確的智力活動。單片機(jī)輸出驅(qū)動電平較低，經(jīng)ULN2803 放大后，才能驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。應(yīng)注意的是 ,達(dá)林頓管由于內(nèi)部由多只管子及電阻組成 ,用萬用表測試時 ,基極的正反向阻值與普通三極管不同。 ② 驅(qū)動 LCD 智能顯示屏 LCD 智能顯示屏是由微型計算機(jī)控制 ,以 LCD 矩 陣板作顯示的系統(tǒng) ,可用來顯示各種文字及圖案。 ULN2803 驅(qū)動芯片 （ 1） ULN2803 引腳說明 [15]： 18 號 引腳：輸入端 1118 號 引腳：輸出端 9 號 引腳：地端 10 號 引腳：電源 + （ 2） 達(dá)林頓驅(qū)動的典型應(yīng)用： ① 用于大功率開關(guān)電路 ,電機(jī)調(diào)速 ,逆變電路。四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不 同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。而 0、 3 號齒和 A、 B 相繞組產(chǎn)生錯齒， 5 號齒就和 A、 D 相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。開始時，開關(guān) SB 接通電源， SA、SC、 SD 斷開， B 相磁極和轉(zhuǎn)子 0、 3 號齒對齊，同時，轉(zhuǎn)子的 4 號齒就和 C、 D相 繞組磁極產(chǎn)生錯齒， 5 號齒就和 D、 A 相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。而方向由導(dǎo)電順序決定 [14]。感應(yīng)子式步進(jìn)電機(jī)以相數(shù)可分為：二相電機(jī)、三相電機(jī)、四相電機(jī)、五相電機(jī)等。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路 步進(jìn)電機(jī)簡介和原理 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 （ 6） 字型產(chǎn)生 RAM(CGRAM)：字型產(chǎn)生 RAM 提供圖象定義 (造字 )功能 , 可以提供四組 1616 點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到 CGRAM 中，便可和 CGROM 中的定義一樣地通過 DDRAM 顯示在屏幕中。 DFF 的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF 和 RST 信號控制的。 （ 4） 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM） ： 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）提供 8192 個此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。 BF=0 時 ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù) 。模塊有如下基本特性 : （ 1）低電源電壓（ VDD: + ~ +） （ 2）顯示分辨率 :12864 點(diǎn) （ 3）內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡繁體可選 ) （ 4）內(nèi)置 128 個 168 點(diǎn)陣字符 （ 5） 2MHZ 時鐘頻率 （ 6）顯示方式： STN、半透、正顯 （ 7）驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS （ 8）視角方向： 6 點(diǎn) （ 9）背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 （ 10）通訊方式：串行、并口可選 模塊接口說明（此處用的是并行接口） 液晶顯示屏 LCD12864 有 20 個引腳，引腳可分類為： ①電源引腳（包括 VSS、 VCC） ②亮度調(diào)節(jié)引腳 V0 ③數(shù)據(jù)和指令選擇引腳 RS ④使能信號 E ⑥數(shù)據(jù)傳輸引腳 DB0~ DB7 ⑦并口串口選擇引腳 PSB 表 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 — 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示 DB7——DB0 為顯 示數(shù)據(jù) RS=“L”,表示 DB7——DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 ——DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR[13] 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 17 VOUT — LCD 驅(qū)動電壓輸出端 18 A VDD 背光源正端（ +5V） 19 K VSS 背光源負(fù)端 模塊主要硬件構(gòu)成說明 控制器接口信號說明： （ 1） RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式： 表 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地 址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) （ 2） E 信號 表 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 高 —低 I/O 緩沖 —DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR—I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 —高 無 無 （ 3） 忙標(biāo)志 BF： BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況 。利用該模塊 靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互 圖形界面。剩下的一個鍵是空閑鍵，留作擴(kuò)展功能用?？偣矘?gòu)成 16 個鍵。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下 [12]。 判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線 H0H3 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的 狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 矩陣 鍵盤電路設(shè)計 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，圖 中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O口則作為輸入。高頻信號加到傳感器探頭 上 ,通過整流濾波電路獲取電壓信號 ,經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AD574 送入單片機(jī) AT89C51 濕 度 傳 感 器 A / D 轉(zhuǎn) 化A T 8 9 C 5 1 圖 濕度采集模塊組成和單片機(jī)的連接圖 計算得到含水量值 ,該值與通過鍵盤設(shè)定的門限值比較 ,以決定是否實(shí)現(xiàn)自動灌溉 [11]。暖通空調(diào)、電力、計量測試、醫(yī)藥業(yè) 。℃ ⑦ 響應(yīng)時間： 8s(tau63%)； ⑧ 低功耗 80μW(12 位測量， 1 次 /s)； ⑨ 可完全浸沒。 （ 1） 產(chǎn)品特點(diǎn)： ① SHT10 系列為 貼片型溫濕度傳感器芯片 ② 全量程標(biāo)定，兩線數(shù)字輸出； ③ 濕度測量范圍： 0～ 100%RH； ④ 溫度測量范圍： 40～ +℃ ； ⑤ 濕度測量精度： 177。全量程標(biāo)定，兩線數(shù)字接口，可與單片機(jī)直接相連，大大縮短研發(fā)時間、簡化外圍電路并降低費(fèi)用。 SHT10 數(shù)字溫濕度傳感器 由瑞士 Sensirion 推出的 SHTxx 系列數(shù)字溫濕度傳感器，基于領(lǐng)先世界的CMOSens 174。 圖 土壤介電測量模型的等效電路 根據(jù)矢量電壓表測得的電壓和相角以及信號源電流值 ,可以計算出導(dǎo)納 ,進(jìn)而求得等效電容 C 和等效電導(dǎo) G。當(dāng)在探針上加一個電流 i 時 ,在電容兩端產(chǎn)生一個幅 值為 u ,相角為 ? 的電壓 ju ue?? ,則探針導(dǎo)納 可表示為jiY ue??。 0? 表示真空中的介電常數(shù) ,等于 10 /Fm?? 。 根據(jù)高頻電子線路理論可知 0Ck??? 。假設(shè)電極的電容為 C,加在電極之間的交變電壓 ()ut 將產(chǎn)生一個交變電量 ()qt ,從而引起一個交變電流 ()cit,則交變電壓 ()ut 可以寫為 ()ut? 1 ()ci t dtc? （ ） 探針導(dǎo)納為 Y G jwC?? （ ） 其中 ,G 為等效導(dǎo)納的電導(dǎo) 。由于水的介電常數(shù)比一般物料的介電常數(shù)要大得多 ,所以當(dāng)土壤中的水分增加時 ,其介電常數(shù)相應(yīng)增大 ,測量時水分傳感器測出的電容值也隨之上升 ,根據(jù)傳感器的電容量與土壤水分的對應(yīng)關(guān)系可測出土壤的水分。 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)圖 濕度采集電路 濕度傳感器的原理 利用土壤含水量的介電特性 來測量土壤含水量是一種行之有效、簡便、快速的方法。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的 寬度。石晶振 蕩和陶瓷振蕩均可采用。 圖 AT89C51 引腳圖 AT89C51 最小系統(tǒng) XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 P3 口同時為閃爍編 程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。作為輸入端時，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流 （ ILL）。 P3 端口 （ ） ： P3 口管腳是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位的雙向 I/O 端口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存 儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 端口 （ ） ： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入， P1 口被外部下 拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高 [9]。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND（ 20） ：接地。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，只保存片內(nèi) RAM中的內(nèi)容，直到下次硬件復(fù)位為止。 另 外， AT89C51 是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到零并提供兩種軟件的省電方式 空閑方式和掉電方式。因此， AT89C51 是一種功能強(qiáng)、 靈活性高且價格合理的單片機(jī)，可方便的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 [8]。 AT89C51 是一種低功耗 /低電壓、高性能的八位 CMOS 單片機(jī)，片內(nèi)有一個 4KB的 FLASH 可編程可擦除只讀存儲器 （ FPEROM—Flash ProgrammAble and Erasable Read Only Memory） ， 它采用了 CMOS 工藝和 ATMEL 公司的高密度 非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸 出引腳和指令系統(tǒng)都與 MSC— 51 兼容。 鍵 盤中斷信號，若有鍵按下，則 送入單片機(jī)。 在本系統(tǒng)中， AT89C51單片機(jī)的 P0口用于單片機(jī)與 LCD之間的數(shù)據(jù)傳送， ~ 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動接口 ， LCD顯示的位驅(qū) ， LCD的讀寫控制信號， LCD的指令是屬于寫數(shù)據(jù)還是寫指令。在自動模式下，單片機(jī)檢測外部有無灌溉信號。 本系統(tǒng)采用 AT89C51單片機(jī)作為中央處理 器，其主要任務(wù)是讀取自動灌溉控制器的模式，并在相應(yīng)模式下進(jìn)行相應(yīng)的控制。主要由微處理器（ CPU）、存儲器、 I/O 接口三大