【正文】 詢，也可以用作中斷請(qǐng)求信號(hào)。由于 ADC0809 轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)寄存器具有可控的三態(tài)輸出功能，輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，故其 8 位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。PO 口先輸出低 8 位地址信號(hào)，在 ALE 有效時(shí)將它鎖存到外部地址鎖存器中，然后 PO 口作為數(shù)據(jù)總線使用，地址鎖存器選用 74LS373.C51 單片機(jī)的系統(tǒng)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)器的編址方法 :ADC0809 是一種 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有鎖存控制的 8 路模擬開關(guān)，外接 8 路模擬輸入端，可同時(shí)對(duì) 8 路 05V 的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)只用到 INO 和 INl 兩路輸入通道。外接晶體以及電容 C2 和 C1 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為 30P 左右，晶振頻率選 6MHz 。 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種電路形式:內(nèi)部振蕩和外部振蕩。河北大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）9圖 32 A/D 信號(hào)變換圖CPU 的 P0 口是地址數(shù)據(jù)復(fù)用總線，由鎖存器 373 鎖存低 8 位地址，經(jīng)譯碼器譯碼產(chǎn)生地址為 F0H 的輸出信號(hào)作為 ADC0809 的選通信號(hào)，從傳感器送來的模擬信號(hào)經(jīng) ADC0809 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì) F0H 地址的寫操作啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，然后查詢 EOC 結(jié)束信號(hào)，直到 EOC 輸出高電平表示 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束， CPU 通過對(duì) F0H 地址的讀操作讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，CPU 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后發(fā)出控制命令給電機(jī)系統(tǒng)，控制發(fā)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)抽水打開閥門進(jìn)行灌溉，傳感器不斷傳送土壤的濕度值給單片機(jī)，當(dāng)土壤濕度值達(dá)到了預(yù)定設(shè)的濕度指數(shù)，發(fā)出信號(hào)關(guān)閉閥門停止灌溉。 單片機(jī)主系統(tǒng)電路AT89C51 內(nèi)部自帶 2K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器的低電壓以及高性能 COMS 八位微處理器，與 Intel MCS51 系列單片機(jī)的指令和輸出管腳兼容。單片機(jī)收到流量信號(hào)后，在控制系統(tǒng)軟件的作用下，發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行命令給進(jìn)電機(jī)。系統(tǒng)原理框如圖 31：圖３１　系統(tǒng)原理圖通過濕度傳感器采集濕度信息，經(jīng)放大器放大后送到 A/D 轉(zhuǎn)換器。D/A 轉(zhuǎn)換器將離散的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電量。河北大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8三　本系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的工作原理濕度傳感器采集到濕度信息，通過變換器，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散信號(hào)，傳給單片機(jī)。動(dòng)作可靠性：對(duì)可靠性要求卻很高，如消防、緊急保護(hù)等。對(duì)于長時(shí)間閥門開通只有短時(shí)關(guān)閉的情況，宜選用常開電磁閥。三、可靠性：工作壽命：選用質(zhì)量較高的產(chǎn)品壽命比較長。須注意交流起動(dòng)時(shí) VA 值較高，在容量不足時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用間接導(dǎo)式電磁閥。%10 左右，如若超差，須采取穩(wěn)壓措施。電壓規(guī)格用盡量優(yōu)先選用 。電源條件，根據(jù)供電電源種類，分別選用交流和直流電磁閥。最低工作壓差在 以上可選用間接先導(dǎo)式；最低工作壓差接近或小于零的必須選用直動(dòng)式或分步直接式。管道參數(shù)，根據(jù)介質(zhì)流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號(hào)。介質(zhì)流通方向不同，選用的型號(hào)也不同。介質(zhì)溫度不合適，容易使線圈燒掉，密封件老化，嚴(yán)重影響壽命。電磁閥公稱壓力應(yīng)超過管內(nèi)最高工作壓力。中性介質(zhì)，也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動(dòng)作不頻繁的場(chǎng)合。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 電磁閥，噴頭電磁閥是用來控制流體的方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門上面，對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)閥門開關(guān)的控制。分為直流和交流電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是：當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域變的非常的簡單。在非超載的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電動(dòng)機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)接入三相交流電源時(shí)，三相定子繞組流過三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)（定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 電動(dòng)機(jī)介紹本系統(tǒng)采用最常用的三相異步電動(dòng)機(jī)其運(yùn) 行 性 能 好 ， 可 靠 性 高 ， 成 本 低 。VREF（+）和 VREF（）為參考電壓輸入線，用于給電阻階梯網(wǎng)絡(luò)供給標(biāo)準(zhǔn)電壓。（4）電源線及其他（5 條）CLOCK 為時(shí)鐘輸入線，用于為 ADC0809 提供逐次比較所需640KHZ 時(shí)鐘脈沖序列。21—28 為數(shù)字量輸出線，21 為最高位。表 23 被選模擬量路數(shù)和地址的關(guān)系被選模擬電壓路數(shù)ADDC ADDB ADDAIN0 0 0 0IN1 0 0 1IN2 0 1 0IN3 0 1 1IN4 1 0 0IN5 1 0 1IN6 1 1 0IN7 1 1 1（3）數(shù)字量輸出及控制線 START 為“啟動(dòng)脈沖”輸入線，該線上正脈沖由 CPU 送來，寬度應(yīng)大于 100ns。ADDA、ADDB 和 ADDC 為地址輸入線，用于選擇 IN0—IN7 上哪一路模擬電壓送給比較器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。河北大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5（2）地址輸入和控制 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。控制電路用于控制 ADC0809 的操作過程。（4）三態(tài)輸出鎖存器和控制電路三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完成后的數(shù)字量。若 VINVST，則比較器輸出邏輯 0 而使 SAR 最高位由 1 變?yōu)?0；若VIN≥VST，則比較器輸出使 SAR 最高位保留 1。A/D 轉(zhuǎn)換開始時(shí)，控制電路使 SAR 最高位為 1，并控制樹狀開關(guān)的閉合和斷開，由此產(chǎn)生 VST 送給比較器。（3）逐次逼近寄存器和比較器 SAR 在 A/D 轉(zhuǎn)換過程中存放暫態(tài)數(shù)字量，在 A/D 轉(zhuǎn)換完成后存放數(shù)字量，并可送到“三態(tài)輸出鎖存器” 。只是要有256 個(gè)分壓電阻，形成 256 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓供給樹狀開關(guān)使用。樹狀開關(guān)輸出電壓 VST 和 D1D0 關(guān)系列于表 22。各開關(guān)旁的 0 和 1 表示樹狀開關(guān)閉合條件，由 D1D0 狀態(tài)決定。其中，四個(gè)分壓電阻使 A、B、C 和 D 四點(diǎn)分壓成 、 和 0V。例如：當(dāng) ADDA、ADDB 和 ADDC 上均為低電平 0 以及 ALE 為高電平時(shí)，地址鎖存和譯碼器輸出使 IN0 上模擬電壓送到比較器輸入端 VIN。 （1）八路模擬開關(guān)及地址鎖存與譯碼器八路模擬開關(guān)用于輸入 IN0—IN7 上八路模擬電壓。ADC0809 是 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和微機(jī)接口直接相連。若 Vsupply固定為 5V，則其值僅由相對(duì)濕度值決定，但由于單總線上的供電電壓值為變量，故要求在進(jìn)行濕度測(cè)量的同時(shí)還應(yīng)測(cè)量電源電壓 Vsupply 的值。①HIH3610 在供電電壓為 5V 時(shí)，其消耗電流僅為 200μA，完全可滿足單總線微網(wǎng)對(duì)器件低功耗的要求。1%RH 典型值，50%RH，5 年時(shí)間內(nèi)DC 供電電壓/V 4～9（傳感器在 DC5V 下標(biāo)定）消耗電流/mA (DC 5V)。%RH 典型值RH 遲滯 177。5%RH，0～60%RH；177。表 21 HIH3610 濕度傳感器性能指標(biāo)參 數(shù) 指 標(biāo)RH 精度 177。該傳器采用熱固聚酯電容式傳感頭，同時(shí)在內(nèi)部集成了信號(hào)處理功能電路，因此，可完成將相對(duì)濕度值變換成電容值，再將電容傳轉(zhuǎn)換成線性的電壓輸出。這里，選用了具有低功耗特性的模擬大信號(hào)濕度傳感器 HIH3610。 (RXD)10(INT0)12 (INT1)13(T0)14 (T1)15(WR)16 (RD)17XTAL218 XTAL119GND20 (A9)22(A10) 23(A11) 24(A12)25(A13) 26(A14) 27(A15)28PSEN 29EA 31(AD7) 32(AD6)33(AD4) 35(AD3)36(AD2) 37(AD1) 38Ucc 40(AD0) 39(AD5) 34ALE 30RST9(TXD)11(A8) 21AT89C51圖２２ AT89C51 引腳結(jié)構(gòu)圖因此，AT89C51 構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的 RAM、ROM 和接口器件，減少了硬件開銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。如去掉 ROM/EPROM 部分即為 8031，如果將 ROM 置換為 Flash 存貯器或河北大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2EEPROM，或再省去某些 I/O，即可得到 51 系列的派生品種，如 89C51 等單片機(jī)。8 位 CPU、片內(nèi)振蕩器、4k 字節(jié) ROM、128 字節(jié)RAM、21 個(gè)特殊功能寄存器、32 根 I/O 線、可尋址的 64k 字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間、2 個(gè) 16 位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器中斷結(jié)構(gòu)：具有二個(gè)優(yōu)先級(jí)、五個(gè)中斷源一個(gè)全雙口串行口位尋址功能，適于按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算的位處理器。管網(wǎng)：灌溉系統(tǒng)輸送水的管路。電磁閥：控制噴頭的噴灌與否。A/D 模塊：將傳感器采集的信號(hào)送到單片機(jī)。傳感器：由于本次設(shè)計(jì)時(shí)間比較倉促，忽略了溫度對(duì)灌溉的影響，因此沒有使用溫度傳感器，只使用了土壤濕度傳感器。河北大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1二　本系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)及介紹 本系統(tǒng)主要硬件介紹及總體說明：要實(shí)現(xiàn)智能灌溉，系統(tǒng)需要有單片機(jī)、傳感器、A/D 模塊，電動(dòng)機(jī)、電磁閥、管網(wǎng)和噴頭等設(shè)備。當(dāng)土壤濕度值低于設(shè)定的最低值時(shí)，系統(tǒng)便自動(dòng)灌溉。，電路分析及軟件編碼。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容本論文主要討論單片機(jī)控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，分別對(duì)土壤濕度與灌水量之間的關(guān)系、灌溉控制技術(shù)及系統(tǒng)