基于stc89c52rd单片机的浇花系统毕业论文(编辑修改稿)

基于stc89c52rd单片机的浇花系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

电路来控制水阀的开和关达到浇花的目的，原理图如图 8: 西昌学院毕业论文（设计） 13 12345继电器Q1继电器123P1Header 3D3VCC470R8Q2GND继电器开关控制 图 8 控制电路 A/D 转换模块 该模块采用 PCF8951 芯片来把采集到的温度和湿度等参数转换为单片机需要的数据，便于运算和运用。 原理图如图 9: AIN01AIN12AIN23AIN34A05A16A27VSS8SDA9SCL10OSC11EXT12AGND13VREF14AOUT15VDD16U5PCF8591VCCVCCGND10KR1110KR12VCCSCLSDAAIN0PCF8691AD 转换 图 9 A/D转换电路 西昌学院毕业论文（设计） 14 S51 单片机控制模块 S51 单片机最小系统包括： MCU、复位电路、晶振电路。 原理图如图 10 所示 : 12 34S1VCC10ufC110KR9GNDRST复位部分12345678RST9 (RXD)10(TXD)11(INT0)12 (INT1)13 (T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1STC89C516RD+VCC11223344556677889R1VCCRSRWEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DQ1L1L212Y1XTALRST30pfC230pfC3GNDGNDRXDTXDSCLSDAPSBRESTS1S2S3S4晶振部分 图 10 S51单片机最 小系统 电路 西昌学院毕业论文（设计） 15 通信模块 图 11 给出了购买的 TC35 模块的原理图。 西昌学院毕业论文（设计） 16 图 11 TC35 模块原理图 西昌学院毕业论文（设计） 17 4 PROTEL DXP 电路图设计 画好原理图后，要确定各元件的合理封装，并于元件的实体相比对，要确定封装与元件实体相配，再进行 PCB 板的制作。 PCB 板的制作分为导入，布局， 布 线。 具体步骤如下： 在 PROTEL DXP 中，通过 file\new\PCB 新建一个 PCB 项目文件并保存。 并在 PCB板的周围添加尺度标注。 导入：原理图文件，执行 [Design]设计 /[Update PCB ]。 点击 [alidate Change]有效更新按钮，操作过程中将在 [Status]状态栏中的 [Check]检查列中显示各操作是否能正确执行，其中正确标志为绿色的“√”，错误标志为红色的“”。 点击 [Execute Changes]执行更新按钮，软件将自动转到打开向导新建的 PCB 文件，将各封装元件和网络连接载入 PCB 文件中。 元件布局：执行 [ools]工具 /[Auto Placement]自动布局 /[Auto Place„ ] 菜单命令。 选择 [Cluster Placer]群组方式布局元 件，点击 [OK]按钮，启动自动布局过程。 布完局后，在根据实际情况进行手工布局。 布线：设置布线规则。 布线分为自动布线和手工布线两种。 若采用 DXP 自动布线功能，则难以完成本系统合理的布线工作 .。 因此，本次设计采用手工布线。 手工布线要遵守一定的原则，如下： 安全工作原则 安全间距原则。 本系统设置的最佳安全间距为 ，最小间距为，最大间距为。 安全检查载流原则。 本系统设置的最佳线宽为 ，最小线宽为 ，最大线宽为 1mm。 导线精简原则。 在满足安全原则等电气要求的前提下，导线 要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求导线简单明了，特别是场效应管栅极、晶体管基极，时钟电路等小信号导线。 电磁干扰原则。 导线拐角。 铜膜导线的拐弯处应为圆角或侨眷角，因为高频时直角或尖角的拐弯会影响电气特性。 布线方向。 就近接地和隔离。 就近接地可以减小地线的长度以降低地线的阴抗。 西昌学院毕业论文（设计） 18 环境效应原则 组装方便、规范原则。 美观、经济原则。 美观原则要求设计者较充分的利用电路板空间，均匀分布走线密度，力求走线美观精简。 [Rules„ ]规则菜单执行 [Design]设计 /命令，在导线宽度规则设置选择对话框中，选择 [Width]导线宽度选项，本例中设导线宽度为 40mil（最小 30mil，最大 50 mil）。 在自动布线规则设置对话框中，双击 [Routing Layers]布线层面选项，在弹出的布线层面设置对话框中选 conshrain 中的 not used 在来设置安全间距。 在规则编辑对话框中找到 electrical\clearance 选项，设置 sinimum clearance 为 5mile. 执行自动布线命令：执行 [Auto Route]自动布线 /[All]菜单命令在图所示的自动布线策略设置对话框中，点击 [Route All]布所有导线 按钮，将启动自动布线过程，自动布线过程中弹出自动布线信息报告栏。 再根据需要进行手工布线。 并检查线路，有错再进行手工修改。 5 制作 PCB 板 电路板的腐蚀：本次毕业设计选用双面板，由打孔机进行打孔。 PCB 板布好线后，先在 keep out 层用直线工具划出板的大小，再打开打孔，比对 PCB 画线，检查无误后配好腐蚀液将覆铜板放进去腐蚀，当没画线的铜掉完就将板拿出清洗，用万用表检测线路的好坏没有错进行下一步。 元件的焊接： PCB 板腐蚀完后，再检查线路，确定无误，然后焊接过孔，接着遵循由小到大、由低到高的顺序将元件焊接 上去。 安放元件：在焊接前，先要确定每一条线路都是导通的，若不是要用焊锡将其连接好。 在先确定买回来的元件是坏是好的，再对照 PCB 板安放元件。 在安放元件的过程中要将各元件的‘ +’、‘ ’极与板相对应。 在焊接的过程中要不要形成短路。 焊好电路后用万用表确定每一段路都是导通的，并无短路。 6 系统软件设计 首先编写好各硬件驱动，包括 LCD12864 驱动、 PCF8951 驱动、 GSM 模块驱动、湿度传感器驱动以及 DS18B20 驱动。 程序首先初始化 LCD，然后检测室内、湿度及温度参数并送入 LCD 进行显示。 通过湿度传感器对环 境的湿度参数采样送入 PCF8951 模 西昌学院毕业论文（设计） 19 数转换芯片，由单片机驱动控制其进行多次采样求平均值，获得湿度值。 至于控制模块方面，当自己离开家的时候，自己可以通过手机给 GSM 模块发送指令，通过单片机来控制继电器的开关，完成浇花过程。 下面给出几个参数的软件设计流程图。 LCD12864 程序编写流程图 如图 12 所示： 初 始 化 12864调 用 显 示 函 数写 入 显 示 数 据12864 显 示 写 入数 据开 始结 束 图 12 LCD12864 流程图 PCF8951 程序编写流程图 如图 13所示： 西昌学院毕业论文（设计） 20 选 择 输 入 通 道初 始 化 8951 并 输 入数 据将 数 据 存 入 字 符 数组开 始结 束 图 13 A/D 转换流程图 DS18B20 程序编写流程 图 如图 14所示 西昌学院毕业论文（设计） 21 初 始 化 1 8 B 2 0启 动 温 度 转 换读 取 温 度 寄 存 器 值（ 高 八 位 和 低 八位 ）高 低 位 做 相 应 运 算转 化 为 实 际 温 度开 始 图 14 DS18B20 流程图 西昌学院毕业论文（设计） 22 GSM 模块程序编写流程图 如图 15所示： GSM 模 块 初 始 化等 待 接 受 目 标 手 机短 信 或 单 片 机 指 令接 受 到 目 标 手 机 特定 内 容 或 指 令 后 做出 相 应 的 动 作开 始 图 15 GSM 流程图 7 系统调试 硬件测试 PCB 电路板 用万用表检测经过腐蚀的电路板上的线路通断情况，看每条线路间有无短路现象，再对照原理图、 PCB 图，看在制板过程中线路有无连接错误。 经检测表明，原理图、 PCB线路图与电路板完全吻合（在这过程中如果发现有错误的连线时，应考虑怎样补救 ———— 只有很少（小于五处）的连接错我们可以通过跳线改错，并把以前出错的印制线 路用刀慢慢刮掉；如果出错比较多就只有重做印制板）。 西昌学院毕业论文（设计） 23 焊接元器件时，应遵循从主到次、先难后易、由低到高的顺序，焊接过程中要比对原理图和 PCB 图正确的放置元件的位置和方向，并注意焊盘圆润，防止虚焊，切勿将二极管、芯片、有极性电容等有正负极和顺序元件的方向焊反较少不必要的麻烦。 在上电之前，根据原理图和 PCB 图检查元件是否焊完、检测在焊接过程中有没有把相邻的线路短路（没有就进行下一步；有就修正一下再测直到没有），用万用表测试电源正、负是否短路。 经检查无误后再上电，观看 电源指示灯是否亮，有无闪烁现象，用万用表测试各输出电压是否正常。 用示波器测试各输出电源的波形，看是否有无纹波。 经测试，电源指示灯正常指示，亮度正常，无闪烁现象，各输出点电压稳定，输出波形平滑，无纹波。 电路板的整个制作过程全由人工完成，画线、腐蚀以及焊接很容易出现问题尤其是短路和断路。 我在调式硬件过程中既发现了短路也发现了断路更是发现了画错线路的低级而致命的错误。 软件测试 . 测试液晶屏 编写测试液晶屏的程序，编译好后先仿真看是否实现再把程序写入单片机看 能否驱动液晶屏，经测试液晶屏能正常工作。 AD 模块 编写测试 PCF8951 的程序，编译好后先仿真看是否实现再把程序写入单片机看能否驱动 PCF8951，在看是否有我们想得到的数据，经测试 PCF8951 模块能能正常工作。 系统完成初始化后，数据采集模块将实时采集环境因素数据 (温度，湿度 )实时显示在液晶屏幕。 液晶屏幕显示的实时数据，表明数据采集模块正常工作。 . GSM 模块的测试和运行 当一切就绪后，自己可以通过手机发送指令来打开浇花系统和 关闭浇花系统，同时也能得到这时候的实时温度和湿度的数据。 下图显示的数据就能代表 GSM 模块运行正常。 西昌学院毕业论文（设计） 24 8 总结 花了将近两个的时间自己终于把毕业设计完成了，在这个短暂又漫长的时间里，自己学到了很多知识。 通过此次设计我摆脱单纯的理论学习状态，和实际结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识。 解决了实际问题的能力，同时也提高了我查阅资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。 而且通过对整体的掌握，局部的分析，以及细节的斟酌处理，都是我的能力得到了锻炼。 抗压能力也的动了提高。 虽然毕业 设计内容繁多，过程繁琐但都是我得到了更多知识，各种系统的设计，各种设备的选用，我都是随着设计的深入逐渐了解。 在这次设计中我懂得了怎样去设计，怎样去交流，怎样去咨询。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这次设计让我得到了无数经验，是我的头脑更好的被知识武装起来，也更好的让我在未来的工作中有更好的应该变能力。 西昌学院毕业论文（设计） 25 参考文献 [1]张友德等 .单片机原理应用与实验 [M].第一版 .上海 :复旦大学出版社 .2020 [2]谭浩强 .C 程序设计 [M].第三版 .北京：清华大学出版社 2020 [3]徐巧年 .张海辉 .胡强 .基于 GSM无线传输的温度环境因子监控系统设计 [J].安徽农业科学 .2020(28)： 4560 [4]曹洁，郭春禹 .GSM 模块对终端 GPS 数据的通信实现 .电子测量与仪器学报[N]. 期 .3261 [。