【正文】 ..........................................................45 土壤溫濕度檢測與控制 .....................................................................................45 硬件電路設(shè)計 ..............................................................................................45 蓄水箱自動供水系統(tǒng) .........................................................................................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第 1 章 緒論 選題的目的和意義隨著社會進步，人們生活質(zhì)量的提高，精神享受得到人們的關(guān)注。但是盆花適時適量的澆水仍然是成敗的關(guān)鍵。盆花生長問題 80%以上是由澆灌問題引起；澆水不及時及量使美化家園的花草成了“漏洞” ；還影響家庭裝飾效果。也有較經(jīng)濟的盆花缺水報警器，可以提醒人們及時的給盆花澆水。因此，我想通過設(shè)計一種集盆花土壤濕度檢測，自動澆水以及蓄水箱自動供水于一體的盆花自動澆水系統(tǒng)。 自動澆花器的誕生背景及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 微噴系統(tǒng)是近幾年利用國內(nèi)外先進技術(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，在空氣中分散成細小的水滴，著落在花草植物、作物及周圍的地面上，從而達到及時補充水分的目的。自動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。早在很多年前，國外就已經(jīng)開始普及，國內(nèi)使用的電子類自動澆花器多數(shù)從國外進口的，價格昂貴，但質(zhì)量比較可靠。這種類型的澆花器多數(shù)在我國山西和浙江一帶加工生產(chǎn)的，價格比較低廉，實用性沒有電子類自動澆花器好。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。電子類自動澆花器根據(jù)電源的不同分為交流電自動澆花器和電池自動澆花器兩種。⑵ 玻璃、陶瓷類自動澆花器玻璃、陶瓷類自動澆花器又叫自動滲水裝置，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澆灌，當自動澆水器內(nèi)部存水，自身形成一定的壓力，當遇到干燥的土壤，水就會自上而下的流出，當土壤濕潤以后，會形成一個堵塞壓力，從而導致水流速度變慢或者停止。當前傳感器技術(shù)與單片機技術(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)。 畢業(yè)設(shè)計所采用的研究方法和手段本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計一種單片機控制的自動澆水系統(tǒng),實現(xiàn)室內(nèi)盆花澆水的自動化系統(tǒng)。其核心是單片機和溫濕度傳感器以及澆水驅(qū)動電路構(gòu)成的檢測控制部分。檢測部分，單片機選用 AT89C52 單片機，溫濕度傳感器選用 SHT11 溫濕度傳感器。軟件選用 C51 語言編程。在澆水系統(tǒng)中也同時設(shè)計一個手動澆水部分，系統(tǒng)工作時通過設(shè)置鍵的按下與否來選擇澆水系統(tǒng)的工作方式。第 2 章 AT89C52 單片機AT89C52 是 51 系列單片機的一個型號，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 AT89C52 主要特性（1） AT89C52 主要特性有：（2） 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) （3） 8k 可反復(fù)擦寫(大于 1000 次）Flash ROM； （4） 32 個雙向 I/O 口； （5） 256x8bit 內(nèi)部 RAM； （6） 3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器中斷； （7） 時鐘頻率 024MHz； （8） 2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道； （9） 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源； （10） 2 個讀寫中斷口線，3 級加密位； （11） 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能； （12） 有 PDIP、PQFP、TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。各引腳的具體說明如下：圖 21 AT89C52 的引腳圖P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址/ 數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。P1 口：P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。　　Flash 編程和程序校驗期間，P1 接收低 8 位地址。對端口 P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對 P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能　P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。當振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG） 。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。EA/VPP：外部訪問允許。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。也可以使用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的信號直接加載到振蕩器的輸入端，作為CPU 的時鐘源，稱為外部時鐘方式。兩種方式的電路連接如圖 22 所示。 （a）使用片內(nèi)振蕩器接法 （b）使用片外振蕩器接法圖 22 AT89C51 振蕩器的連接方式在 AT89C51 單片機內(nèi)部，引腳 XTAL2 和引腳 XTAL1 連接著一個高增益反相放大器，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)時鐘經(jīng)三分頻后為低字節(jié)地址鎖存信號 ALE，頻率為振蕩oscf器輸出信號頻率 的 1/6，經(jīng)六分頻后為機器周期信號，頻率為oscf/12。oscf1C2 AT89C52 的中斷系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的工作效率，AT89C52 單片機設(shè)置了中斷系統(tǒng)，采用中斷方式與外設(shè)進行數(shù)據(jù)傳送。 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和中斷控制AT89C52 共有 6 個中斷向量：兩個外中斷（INT0 和 INT1） ，3 個定時器中斷（定時器 0、2）和串行口中斷?！　∵@些中斷源可通過分別設(shè)置專用寄存器 IE 的置位或清 0 來控制每一個中斷的允許或禁止?！　∽⒁獗?5 中的 為保留位，在 AT89C51 中 也是保留位?！　《〞r器 2 的中斷是由 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 邏輯或產(chǎn)生的，當轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時，這些標志位不能被硬件清除，　　事實上，服務(wù)程序需確定是 TF2 或 EXF2 產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標志位。然而，定時器 2 的標志位 TF2 在定時器溢出的那個機器周期的 S2P2 狀態(tài)置位，并在同一個機器周期內(nèi)查詢到該標志。在本次設(shè)計中采用了定時器/計數(shù)器 0 中斷，它的中斷控制寄存器包括定時器/計數(shù)器 0、1 控制寄存器 TCON 和中斷允許控制寄存器 IE。當定時器/ 計數(shù)器 1 計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由內(nèi)部硬件置位 TF1，向 CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部自動 TF1 清 0。由軟件置位/ 復(fù)位控制定時器/計數(shù)器 1 的啟動或停止計數(shù)。當定時器/ 計數(shù)器 0 計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由內(nèi)部硬件置位 TF0，向 CPU 響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部自動 TF1 清 0。由軟件置位/ 復(fù)位控制定時器/計數(shù)器 0 的啟動或停止計數(shù)。當 CPU 檢測到 INT0 低電平或下降沿且IT1=1 時，由內(nèi)部硬件置位 IE1 標志位（IE1=1 ）向 CPU 請求中斷，當 CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部將 IE1 清 0。當 CPU 檢測到 INT0 低電平或下降沿且IT0=1 時，由內(nèi)部硬件置位 IE0 標志位（IE0=1 ）向 CPU 請求中斷，當 CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由硬件內(nèi)部將 IE0 清 0。當 IT1 置 1 時，則外部中斷 INT1 為下降沿觸發(fā)中斷請求，即 INT1 端口由前一個機器周期的高電平跳變?yōu)橄乱粋€機器周期的低電平，則觸發(fā)中斷請求；當 IT1 復(fù)位清 0，則 INT1 的低電平觸發(fā)中斷請求。② 中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器 IE 的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0各控制位定義如下：EA：中斷總控制為。如果 EA=0，無論哪個中斷源有請求，CPU 都不予回應(yīng)。ES：串行口中斷控制位，ES=1，允許串行口發(fā)送/接收中斷；ES=0 禁止串行口中斷。EX1：外部中斷 1 控制位，EX1=1 ，允許中斷；EX1=0，禁止外部中斷1 中斷。EX0：外部中斷 0 控制位，EX0=1 ，允許中斷；EX0=0，禁止外部中斷0 中斷[1]。中斷響應(yīng)可分為以下幾個步驟：① 保護斷點，即保存下一個將要執(zhí)行的指令的地址，把這個地址送入堆棧。以上工作是由單片機自動完成的，與編程者無關(guān)。③執(zhí)行中斷處理程序。 定時器/計數(shù)器AT89C52 單片機內(nèi)部設(shè)有兩個 16 位可編程定時器/計數(shù)器，即定時器/計數(shù)器 0 和定時器/計數(shù)器 1。 定時器/計數(shù)器 0 和 1 簡介定時器/計數(shù)器 0 和 1 內(nèi)部有一個計數(shù)寄存器（ 和 ） ，它實際上THxL是一個累加寄存器進行加 1 計數(shù)。這兩個工作方式的根本區(qū)別是在于計數(shù)脈沖的來源不同。工作在計數(shù)器方式時，計數(shù)脈沖不是來自內(nèi)部的機器周期，而是來自外部輸入。當這些引腳上輸入的信號產(chǎn)生高電平至低電平的負跳變時，計數(shù)寄存器的值就加 1。 與定時器/計數(shù)器 0 和 1 相關(guān)的特殊功能寄存器① 計數(shù)寄存器 TH0、TL0 和 THTL1計數(shù)寄存器是 16 位的，再啟動定時器時需要對它設(shè)定初始值。TH0、TL0 對應(yīng)TLxT/C0，THTL1 對應(yīng) T/C1。TR1 為 T/C1 的啟動和停止位，由軟件控制。TF0 和 TR0 的功能和使用方法以 TFTR1 類似，只是它們針對的是T/C0。它的控制位都是由軟件控制的，其中高 4 位是針對 T/C1 的，低 4 位是針對 T/C0 的，其功能和使用方法相似。 用來TC/選擇工作在定時器方式還是計數(shù)器方式。M1 和 M0 聯(lián)合起來用于選擇操作模式，一共有四種操作模式，如表 22 所示。最小系統(tǒng)的各個部分的正常運行是單片機芯片能夠工作的必