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智能花盆自動(dòng)澆水系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)

2025-07-04 03:10本頁(yè)面
  

【正文】 E禁止,置位無(wú)效。此時(shí), ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí),ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào),此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。表21 P3口的特殊功能引腳名稱功能說(shuō)明引腳名稱功能說(shuō)明RXD串行輸入口T0記時(shí)器0外部輸入TXD串行輸出口T1記時(shí)器1外部輸入外部中斷0外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通外部中斷1外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST:復(fù)位輸入。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如表21所示。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入口。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí),P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí),P1口作為第八位地址接收。 P1口:P1口是一個(gè)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。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。各引腳的具體說(shuō)明如下:VCC:供電電壓。低功耗的閑置和掉電模式5個(gè)中斷源 32可編程I/O線三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定數(shù)據(jù)保留時(shí)間:10年4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 圖21 AT89C51的基本組成 AT89C51主要特性AT89C51主要特性有: AT89C51單片機(jī)的基本組成AT89C51由一個(gè)8位的微處理器,128KB片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM,21個(gè)特殊功能寄存器SFR,4KB片內(nèi)程序存儲(chǔ)器Flash ROM,64KB可尋址片內(nèi)外統(tǒng)一編址的ROM,64KB可尋址片外的RAM, 4個(gè)8位并行I/O接口(P0—P3),一個(gè)全雙工通用異步串行接口UART,兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,具有位操作功能的布爾處理機(jī)及位尋址功能的五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 AT89C51單片機(jī)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機(jī)。在澆水系統(tǒng)中也同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)手動(dòng)澆水部分,系統(tǒng)工作時(shí)通過設(shè)置鍵的按下與否來(lái)選擇澆水系統(tǒng)的工作方式。軟件選用C51語(yǔ)言編程。檢測(cè)部分,單片機(jī)選用AT89C51單片機(jī),溫濕度傳感器選用SHT11溫濕度傳感器。其核心是單片機(jī)和溫濕度傳感器以及澆水驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的檢測(cè)控制部分。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一種單片機(jī)控制的自動(dòng)澆水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)室內(nèi)盆花澆水的自動(dòng)化系統(tǒng)。當(dāng)前傳感器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,其應(yīng)用逐步由工業(yè)、軍事等領(lǐng)域向其他領(lǐng)域滲透,已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān)。⑵ 玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器又叫自動(dòng)滲水裝置,它由本身材質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成,根據(jù)器具的物理滲水原理完成自動(dòng)澆灌,當(dāng)自動(dòng)澆水器內(nèi)部存水,自身形成一定的壓力,當(dāng)遇到干燥的土壤,水就會(huì)自上而下的流出,當(dāng)土壤濕潤(rùn)以后,會(huì)形成一個(gè)堵塞壓力,從而導(dǎo)致水流速度變慢或者停止。電子類自動(dòng)澆花器根據(jù)電源的不同分為交流電自動(dòng)澆花器和電池自動(dòng)澆花器兩種。目前這類小居家用品的廠家主要集中在廣東,上海,浙江一帶。這種類型的澆花器多數(shù)在我國(guó)山西和浙江一帶加工生產(chǎn)的,價(jià)格比較低廉,實(shí)用性沒有電子類自動(dòng)澆花器好。早在很多年前,國(guó)外就已經(jīng)開始普及,國(guó)內(nèi)使用的電子類自動(dòng)澆花器多數(shù)從國(guó)外進(jìn)口的,價(jià)格昂貴,但質(zhì)量比較可靠。自動(dòng)澆花器的誕生是隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快而誕生的一種懶人園藝用品。 微噴系統(tǒng)是近幾年利用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)組裝的新型灌溉設(shè)施,主要是利用水流通過低壓管道系統(tǒng)以一定速度從特制的噴頭噴出,在空氣中分散成細(xì)小的水滴,著落在花草植物、作物及周圍的地面上,從而達(dá)到及時(shí)補(bǔ)充水分的目的。因此,我想通過設(shè)計(jì)一種集盆花土壤濕度檢測(cè),自動(dòng)澆水以及蓄水箱自動(dòng)供水于一體的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)??墒沁@種報(bào)警器只能報(bào)警,澆水還是需要人們親自動(dòng)手。雖然目前市面上有賣盆花自動(dòng)澆水器的,但價(jià)格十分的昂貴,并且大多只能設(shè)定一個(gè)定時(shí)澆水的時(shí)間,很難做到給盆花適時(shí)適量澆水。但是,在生活中人們總是會(huì)有無(wú)暇顧及的時(shí)候,比如工作太忙或者出差、旅游等。同時(shí),盆花通過光合作用可吸收二氧化碳,凈化室內(nèi)空氣,在有花木的地方空氣中陰離子聚積較多,所以空氣也特別清新,而且有許多花木還可吸收空氣中的有害氣體,因此,養(yǎng)盆花如今被許多的人所喜愛。河南理工大學(xué) 2011畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 智能花盆自動(dòng)澆水系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄緒論 1 選題的目的和意義 1 1 2AT89C51單片機(jī) 4 AT89C51單片機(jī)的基本組成 4 AT89C51主要特性 5 5 AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器 7 程序存儲(chǔ)器 7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 8 振蕩電路和時(shí)鐘 9 AT89C51的中斷系統(tǒng) 10 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷控制 10 中斷響應(yīng)過程 12 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 12 12 與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和1相關(guān)的特殊功能寄存器 13溫濕度傳感器 14 數(shù)字溫濕度傳感器SHT11 15 SHT11的傳感器輸出 16 濕度值輸出 17 溫度值輸出 17 露點(diǎn)計(jì)算 18 非線性校正及溫度補(bǔ)償 18 SHT11的特性 19 SHT11的特點(diǎn) 19 SHT的詳細(xì)規(guī)格 19 SHT11的引腳 20 SHT11的的內(nèi)部命令與接口時(shí)序 21 SHT11的內(nèi)部命令 21 SHT11的命令順序及命令時(shí)序 21 SHT11的狀態(tài)寄存器 22 硬件接口 23 恢復(fù)處理 23 SHT11的相關(guān)程序 24DS1302時(shí)鐘芯片 30 DS1302時(shí)鐘芯片的簡(jiǎn)介 30 引腳 30 命令字節(jié) 31 DS1302的相關(guān)程序 34液晶顯示器LCD 38 液晶顯示器的分類 38 AMPIRE 12864 38 LCD 12864引腳功能 39 KS0108控制器指令功能 40 應(yīng)用說(shuō)明 42 LCD相關(guān)程序 42盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 49 土壤溫濕度檢測(cè)與控制 49 硬件電路設(shè)計(jì) 49 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 53 蓄水箱自動(dòng)供水系統(tǒng) 65 66 67 系統(tǒng)硬件組成 66 系統(tǒng)電路連接 70 參數(shù)計(jì)算 71 水箱水位控制系統(tǒng)檢測(cè) 71總結(jié) 73致謝 74參考文獻(xiàn) 75 74緒論 選題的目的和意義隨著社會(huì)生活的進(jìn)步,人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高。在家里養(yǎng)盆花可以陶冶情操、豐富生活。盆花澆水量是否能做到適時(shí)適量,是養(yǎng)花成敗的關(guān)鍵?;ú萆L(zhǎng)問題80%以上是由花兒澆灌問題引起;好不容易種植幾個(gè)月的花草,因?yàn)闈菜患皶r(shí),長(zhǎng)勢(shì)不好,用來(lái)美化家園的花草幾乎成了“雞肋”;不種植了吧,家中沒有綠色襯托感覺沒有生機(jī);保留吧,花草長(zhǎng)得不夠旺盛,還影響家庭裝飾效果。也有較經(jīng)濟(jì)的盆花缺水報(bào)警器,可以提醒人們及時(shí)的給盆花澆水。當(dāng)家里無(wú)人時(shí),即使報(bào)警也無(wú)人澆水,就起不到應(yīng)有的作用了。讓盆花在人們無(wú)暇照顧時(shí)也能得到及時(shí)的澆灌。該系統(tǒng)具有用水量少、沖擊力小的灌溉特性,適用于栽培密度大、植株柔軟細(xì)嫩的植物。它把微噴的概念應(yīng)用于家庭盆花澆灌中,通過相應(yīng)的改進(jìn),達(dá)到合理給盆花自動(dòng)澆水的目的。不過這并不太適用于國(guó)內(nèi),目前國(guó)內(nèi)外比較流行的是玻璃制作的自動(dòng)澆花器。隨著國(guó)內(nèi)居民消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的提高,居家園藝市場(chǎng)異?;鸨?,但是由于生活節(jié)奏加快,種花容易養(yǎng)花難的問題暴露出來(lái),而養(yǎng)花最重要的問題就是澆水問題,研究表明花草80%以上的死亡由于澆水不及時(shí)引起,因此國(guó)內(nèi)商家已經(jīng)看到了這種需求潛力?,F(xiàn)在市面上所出售的自動(dòng)澆花器主要有以下幾類:⑴ 電子類自動(dòng)澆花器電子類自動(dòng)澆花器又叫時(shí)控噴淋裝置,系統(tǒng)構(gòu)成為:主機(jī)(或者控制器)、主管(可以是花園管也可以是4/7mm的微噴淋管)、分水接頭(3通、4通、5通、6通、分水器)、副管(3/5mm)噴淋管(霧化噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、折射霧化噴頭等)。控制器的一般性能有:電磁閥控制;智能時(shí)控電路?微電腦芯片控制;適用電源為AC220V/50HZ;;待機(jī)功率(4VA,澆水時(shí)<12VA);可控制連續(xù)作業(yè)時(shí)間是1分鐘至168個(gè)小時(shí);可每天自動(dòng)完成十次以上澆水作業(yè),可每天、隔天、隔多天自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行澆水,手動(dòng)自動(dòng)兩用;每天計(jì)時(shí)誤差小于正負(fù)3秒;電器適應(yīng)環(huán)境溫度為10~50℃;相對(duì)濕度<90%RH。器具工藝不同,效果也不一樣,當(dāng)然也因土壤的疏松情況決定器具內(nèi)水流的速度。而且智能家居概念也越來(lái)越受人們的推崇,因此,微電腦控制的電子類自動(dòng)澆花系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。該系統(tǒng)可對(duì)土壤的溫濕度進(jìn)行監(jiān)控,并對(duì)作物進(jìn)行適時(shí)、適量的澆水。主要研究土壤濕度與澆水量之間的關(guān)系、澆灌控制技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個(gè)部分。SHT11采用COMSens專利傳感器技術(shù)將溫度濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字接口、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線等電路全部集成在一個(gè)芯片內(nèi)。土壤溫濕度傳感器可將檢測(cè)到的土壤溫濕度模擬量放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過單片機(jī)內(nèi)程序控制精確的將溫度與濕度分別顯示在LCD顯示屏上,同時(shí)通過單片機(jī)內(nèi)的中斷服務(wù)程序判斷是否要給盆花澆水,若需澆水,則單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出澆水信號(hào),并經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)設(shè)備,開啟電磁閥進(jìn)行澆水,若不需澆水,則進(jìn)行下一次循環(huán)檢測(cè)。土壤澆水驅(qū)動(dòng)電路采用繼電器開關(guān)電路,蓄水箱水位報(bào)警以及自動(dòng)上水部分采用純硬件控制。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。其基本組成框圖如圖21所示。與MCS51 兼容 壽命:1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)工作:0Hz24Hz128*8位內(nèi)部RAM兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C51的引腳圖如圖22所示。GND:接地。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。在FIASH編程時(shí),P0 口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),P0輸出原碼,此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口:P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時(shí),其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí),它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí),P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。圖22 AT89C51引腳圖P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個(gè)TTL門電流。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。同時(shí),P3口為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外,該引腳被略微拉高。:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式1時(shí),將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 AT89C51單片機(jī)的存儲(chǔ)器在單片機(jī)中,存儲(chǔ)器分為程序存儲(chǔ)器ROM和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM,并且兩個(gè)存儲(chǔ)器是獨(dú)立編址的。如果以最小系統(tǒng)使用單片機(jī),即不擴(kuò)展,則AT89C51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)就較簡(jiǎn)單:只有單片機(jī)自身提供的8KB Flash程序存儲(chǔ)器和256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。左側(cè)線框中為單片機(jī)自身提供的8KB Flash程序存儲(chǔ)器和256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。 程序存儲(chǔ)器AT89C51單片機(jī)出廠時(shí)片內(nèi)已帶有8KB的Flash程序存儲(chǔ)器,使用時(shí),引腳要按高電平(5V),這時(shí),復(fù)位后CPU從片內(nèi)ROM區(qū)的0000H單元開始讀取指令代碼,一直運(yùn)行到1FFFH單元,如果外部擴(kuò)展有程序存儲(chǔ)器ROM,則CPU會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到片外ROM空間2000H~FFFFH讀取指令代碼。圖24 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)單片機(jī)自帶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM結(jié)構(gòu)如圖24所示,此256字節(jié)單元(00H~FFH)的低128字節(jié)(00H~7FH)單元為用戶使用區(qū),高128字節(jié)(80H~FFH)單元為特殊功能寄存器SFR區(qū)。工作寄存器又分為4組,在當(dāng)前的運(yùn)行程序中只有一組是被激活的,誰(shuí)被激活有程序狀態(tài)寄存器PSW的RS1,RS0兩位決定。也可以使用外部振蕩器,由外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)直接加載到振蕩器的輸入端,作為CPU的時(shí)鐘源,稱為外部時(shí)鐘方式。兩種方式的電路連接如圖25所示。 (a)使用片內(nèi)振蕩器接法 (b)使用片外振蕩器接法圖25 AT89C51振蕩器的連接方式在AT89C51單片機(jī)內(nèi)部,引腳XTAL2和引腳XTAL1連接著一個(gè)高增益反相放大器,XTAL1引腳是反相放大器的輸入端,XTAL2引腳是反相放大器的輸出端。狀態(tài)時(shí)鐘經(jīng)三分頻后為低字節(jié)地址鎖存信號(hào)ALE,頻率為振蕩器輸出信號(hào)頻率
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