【正文】 ...........................................................................47 基本的導電理論 ...........................................................................................48 系統(tǒng)工作原理 ...............................................................................................49 系統(tǒng)硬件組成 ..............................................................................................50 系統(tǒng)電路連接 ..............................................................................................53 參數(shù)計算 ......................................................................................................54 水箱水位控制系統(tǒng)檢測 ..............................................................................54第 8 章 致謝 .................................................................................................................57參考文獻 ...........................................................................................................................58附錄……………………………………………………………………………………60浙江理工大學科技與藝術學院本科畢業(yè)設計（論文）1第 1 章 緒論 選題的目的和意義隨著社會進步，人們生活質量的提高，精神享受得到人們的關注。從古至今，養(yǎng)盆花可以陶冶情操，還可以凈化空氣。但是，生活中人們總是會有無暇顧及的時候，尤其對于年輕人，上班、出差、旅游等。雖然目前市面上有盆花自動澆水器的，不但價格昂貴，并且大多只能設定一個定時澆水的時間，很難做到給盆花適時適量澆水。可是這種報警器只能報警，澆水還是需要人親自動手。讓盆花在人們無暇照顧時也能得到及時的澆灌 [1]。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、植株柔軟細嫩的植物。它把微噴的概念應用于家庭盆花澆灌中，通過相應的改進，達到合理給盆花自動澆水的目的 [2]。不過這并不太適用于國內，目前國內外比較流行的是玻璃制作的自動澆花器。隨著國內居民消費水平和生活質量的提高，居家園藝市場異?；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，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引起，因此國內商家已經看到了這種需求潛力?，F(xiàn)在市面上所出售的自動澆花器主要有以下幾類：⑴ 電子類自動澆花器電子類自動澆花器又叫時控噴淋裝置，系統(tǒng)構成為：主機（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、旋轉噴頭、折射霧化噴頭等） ?？刂破鞯囊话阈阅苡校弘姶砰y控制；智能時控電路?微電腦芯片控制；適用電源為 AC220V/50HZ；最適宜水壓 ；待機功率（4VA，澆水時＜12VA） ；可控制連續(xù)作業(yè)時間是 1 分鐘至 168 個小時；可每天自動完成十次以上澆水作業(yè)，可每天、隔天、隔多天自動循環(huán)進行澆水，手動自動兩用；每天計時誤差小于正負 3 秒；電器適應環(huán)境溫度為10～50℃；相對濕度＜90%RH [3]。器具工不同，效果也不一樣，當然也因土壤的疏松情況決定器具內水流的速度 [4]。而且智能家居概念也越來越受人們的推崇，因此，微電腦控制的電子類自動澆花系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。該系統(tǒng)可對土壤的溫濕度進行監(jiān)控,并對作物進行適時、適量的澆水。主要研究土壤濕度與澆水量之間的關系、澆灌控制技術及設備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個部分。SHT11 采用 COMSens 專利傳感器技術將溫度濕度傳感器、A/D 轉換器、數(shù)字接口、校準數(shù)據存儲器、標準I2C 總線等電路全部集成在一個芯片內。土壤溫濕度傳感器可將檢測到的土壤溫濕度模擬量放大轉換成數(shù)字量通過單片機內程序控制精確的將溫度與濕度分別顯示在 LCD 顯示屏上，同時通過單片機內的中斷服務程序判斷是否要給盆花澆水,若需澆水,則單片機系統(tǒng)發(fā)出澆水信號,并經放大驅動設備,開啟電磁閥進行澆水,若不需澆水 ,則進行下一次循環(huán)檢測。土壤澆水驅動電路采用繼電器開關電路，蓄水箱水位報警以及自動上水部分采用純硬件控制。AT89C52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據存儲器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合 [5]。 管腳說明 AT89C52 的引腳圖如圖 21 所示。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“1” 時，可作為高阻抗輸入端用。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口?！　∨c AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（）和輸入（） ，參見表 1。表 和 的第二功能引腳號 功能特性 T2，時鐘輸出 T2EX（定時/計數(shù)器 2）P2 口：P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據。Flash 編程或校驗時，P2 亦接收高位地址和一些控制信號。P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏　 輯門電路。此時，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL） 。RST：復位輸入。ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止ALE 操作。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。在此期間，當訪問外部數(shù)據存儲器，將跳過浙江理工大學科技與藝術學院本科畢業(yè)設計（論文）7兩次 PSEN 信號。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。如 EA 端為高電平（接 Vcc端） ，CPU 則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 振蕩電路和時鐘在 AT89C52 芯片內部，有一個振蕩電路和時鐘發(fā)生器，引腳 XTAL1和 XTAL2 之間接入晶體振蕩器和電容后構成內部時鐘方式。采用外部時鐘方式時，外部振蕩器的輸出信號接至 XTAL1，XTAL2 懸空。大多數(shù)的單片機采用內部時鐘方式，本次設計亦然 [6]。芯片內部的時鐘發(fā)生器是一個二分頻觸發(fā)器，振蕩器的輸出 為其輸oscf入，輸出為兩相的時鐘信號（狀態(tài)時鐘信號） ，頻率為振蕩器輸出信號頻率的 1/2。 、 一般取 20～30pF 的陶瓷電容器。所謂“中斷” ，是指單片機在執(zhí)行某一段程序的過程中，由于某種原因（如異常情況或特殊請求） ，單片機暫時中止正在執(zhí)行的程序，而去執(zhí)行相應的處理程序，待處理結束后，再返回到被打斷的程序處，繼續(xù)執(zhí)行原程序的過程。所有這些中斷源如圖 9 所示。IE 也有一個總禁止位 EA，它能控制所有中斷的允許或禁止。程序員不應將“1”寫入這些位，它們是將來 AT89 系列產品作為擴展用的。定時器 0 和定時器 1 的標志位 TF0 和 TF1 在定時器溢出那個機器周期的 S5P2 狀態(tài)置位，而會在下一個機器周期才查詢到該中斷標志。引起 6 個中斷源的符號、名稱及產生的條件如下：：外部中斷 0，由 端口線引入，低電平或下降沿引起；INT0：外部中斷 1，由 端口線引入，低電平或下降沿引起；1T0：定時器/計數(shù)器 0 中斷，由 T0 記滿回零引起；T1：定時器/計數(shù)器 1 中斷，由 T1 記滿回零引起；TI/RI：串行口 I/O 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送/ 接收后引起中斷；T2：定時器/計數(shù)器 2 中斷，由 T2 記滿回零引起。① 定時器控制寄存器 TCONTCON 是定時器/計數(shù)器和外部中斷兩者合用的一個可位尋址的特殊功能寄存器，它的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0各控制位定義如下：TF1：定時器/計數(shù)器 1 溢出中斷請求標志位。TR1：定時器/計數(shù)器 1 啟動/停止位。TF0：定時器/計數(shù)器 0 溢出中斷請求標志位。TR0：定時器/計數(shù)器 0 啟動/停止位。IE1：外部中斷請求標志位。IE0：外部中斷請求標志位。IT1：用軟件置位 /復位 IT1 來選擇外部中斷 INT1 是下降沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)中斷請求。IT0：由軟件置位 /復位 IT0 來選擇外部中斷 INT0 是下降沿觸發(fā)還是低電平觸發(fā)中斷請求，其控制原理同 IT1。EA=1 ，CPU 開中斷，它是 CPU 是否響應中斷的前提，在此前提下，如果某中斷源的中斷允許位置 1，才能響應該中斷源的中斷請求。浙江理工大學科技與藝術學院本科畢業(yè)設計（論文）11ET2：定時器/計數(shù)器 T2 中斷控制位，ET2=1 ，允許 T2 計數(shù)溢出中斷；ET2=0，禁止 T2 中斷。ET1：定時器/計數(shù)器 T1 中斷控制位，ET1=1 ，允許 T1 計數(shù)溢出中斷；ET1=0，禁止 T1 中斷。ET0：定時器/計數(shù)器 T0 中斷控制位，ET0=1 ，允許 T0 計數(shù)溢出中斷；ET0=0，禁止 T0 中斷。 中斷響應過程CPU 中斷處理從響應中斷、控制程序轉向對應的中斷矢量地址入口處執(zhí)行中斷服務程序，到執(zhí)行返回（RETI）指令為止。② 尋找中斷入口，根據 6 個不同的中斷源所產生的中斷，中斷系統(tǒng)必須能夠正確地識別中斷源，查找 6 個不同的入口地址。在 6 個入口地址處存放有中斷處理程序。④中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，從中斷處返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行[2]。除此之外還有一個可編程定時器 /計數(shù)器 2。定時器和計數(shù)器共用這個寄存器，但定時器/計數(shù)器同一時刻只能工作在其中一種方式下，不可能既工作在定時器方式，同時又工作在計數(shù)器方式。工作在定時器方式時，對振蕩源 12 分頻的脈沖計數(shù)，即每過一個機器周期（1 個機器周期在時間上和 12 個振蕩周期的時間相等） ，計數(shù)寄存器中的值就加 1。對定時器/計數(shù)器 0、定時器 /計數(shù)器 1，計數(shù)脈沖分別來自 T0、T1 引腳。單片機每個機器周期都要對對外部輸入進行采樣，如果在第一個周期采得的外部信號為高電平，在下一個周期采得的信號為低電平，則在再下一個機器周期，即第三個機器周期計數(shù)寄存器的值才增加 1。 是THx計數(shù)寄存器的高 8 位， 是計數(shù)寄存器的低 8 位。② 定時器/計數(shù)器控制寄存器 TCON定時器/計數(shù)器控制寄存器 TCON 的格式如下：TF1 TR1 TF0 TR1 IE1 IT1 IE0 IT0TF1 為 T/C1 的溢出標志，溢出時由硬件置 1，進入中斷后又由硬件自動清 0。置 1 時啟動 T/C1；清 0 時停止 T/C1。③ 定時器/計數(shù)器方式控制寄存器 TMOD定時器/計數(shù)器方式控制寄存器 TMOD 的格式如下所示。GATE TC/M1 M0 GATE CT/M1 M0現(xiàn)在以 T/C0 來說明各控制位的使用方法：GATE 是一個選通位，當GATE 位置 1 時，T/C0 受到雙重控制，只有 為高電平且 TR0 位置 1 是IN0T/C0 才開始工作，當 GATE 位清 0 時，T/C0 僅受到 TR0 的控制。當該位置 1 時工作在計數(shù)器方式，清 0 時工作在定時器方式。表 22 操作模式M1 M0 操作模式 計數(shù)器配置0 0 模式 0 13 位計數(shù)器1 0 模式 2 自動重轉載的 8 位計數(shù)器1 0 模式 2 自動重轉載的 8 位計數(shù)器1 1 模式 3 T0 分為兩個 8 位計數(shù)器，T1 停止計數(shù)14第 3 章 復位及電源設計復位、時鐘和電源管理電路構成最基本的單片機外圍電路，一般也稱為最小系統(tǒng)或者核心系統(tǒng)。單片