滴灌与土壤水分监测自动控制系统毕业设计(编辑修改稿)

滴灌与土壤水分监测自动控制系统毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2图 89C51 单片机 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 24 页 微调电容结构时钟电路产生的方式。 在内部时钟方式里， C C2通常使用 30pF或 40pF； C C2能够轻微的调整频率，陶 瓷谐振器或者晶振的频率的选择应在 ~12MHZ之间。 为了能够保护振荡器的可靠性、稳定性、减少寄生电容产生，在安装的时候应该将电容及振荡器安装在离单片机引脚 XTAL1 和 XTAL2 更近的地方。 单片机系统中大多数使用外部电路连接简单的内部时钟方式。 在现实中常常使用 FSOC来表示内部时钟方式产生的时钟信号的频率（晶振固有频率）。 如果 fsoc 为 12*106HZ，那么应该选择 12MHZ 的晶振。 2)外部时钟方式：外部时钟方式的产生是在发生单片机之外的电路中，其直接连接到单片机的XTAL1引脚端口，不与 XTAL2引脚端口相连。 AT89C51 的复位电路 复电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。 为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分 合过程中引起的抖动而影响复位。 YL69湿度传感器 土壤湿度 传感器由湿度检测电路和声报警电路等部分组成。 RP1为湿度下限预置点， RP2为湿度上限预置点。 当土壤中的湿度处在预置的上下限湿度之间时，由于 探头 a、 h 间的 土壤电阻值在规定范围内， c 点的 电位 低于 RPI 的滑动端电位 (比较器 同相输入端 )，故比较器 I 输出 高电平 ，red 不发光； RP2的滑动端电位低于 c 点电位，则比较器 II输出高电平， green 也不发 光。 若土壤的湿度达到或超过 RP2 设定的上限湿度时， ab 探头间电阻变小，从而探头分压减小，比较器 II的同相输入端电位 (c点电位 )低于比较器反相端电位 (RP2滑动端电位 )，则比较器 II翻转输出低电平 ， green发光 ，同时 SS8550II 导通 蜂鸣器 发声，表示土壤湿度过大。 若土壤干燥达到或超过 RP1设定的下限湿度时， a、 b 探头间电阻增大，从而探头分压增大高于比较器 I 同相端电压 (RP1 滑动端电位 )，比较器 I 输出低电平， red发光 ，同时 SS8550I 导通蜂鸣器发声，表示土壤湿度过小。 蜂呜器设计是便于用户设置报警点，当设置完毕可将电 键 SP 断开，由 下位机 统一报错。 传感器探头 a、 b是由长 160 mm、直径为 5 mm的两根 不锈钢棒 制成，相间 55mm。 土壤探头现场调试过程为：①将 RP1的滑动 触点 调至最上端 ， RP2的滑动触点调至最下端，使red， green 都熄灭；②进行土壤湿度调试 ，取两盆适合温室育苗的土样，一盆为上限湿度 (即适合温室育苗的最大土壤 湿度 )，一盆为下限湿度 (即适合温室育苗的最低土壤湿度 )。 把探头插入 上极限土壤中，调节 RP2，使 green刚好点亮，蜂鸣器刚好发声为止；再把探头插入 下极限 土壤中，调节 RP1，使 red刚好点亮，蜂鸣器刚好发声为止 ；③将土壤湿度探测器的报警输出端 ALARM1， ALARM2分别与下位机的 P1 口相连，下位机上电复位时 P1 口为高电平 ，当土壤湿度过高或过低时土壤湿度探测器 ALARM1 或 ALARM2端输出低电平，下位机定时扫描 P1口的电平状态，并赋值相应状态字，进入子处理程序。 对于应用此种方法制作的传感器其测量阻值用普通的 万用表 是无法测量的，只能图 复位电路 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 24 页 用 惠斯通 电桥 测电阻的方法测量。 另外在实际电路中可将报警部分去掉，只需观察灯的亮灭即可。 探针 的 引出线 需要用 屏蔽线。 应用土壤湿度传感器的硬件控制电路，埋在作物根部的 土壤水分传感器 监测根部土壤的水分，该传感器经检测电路将“湿度过高”和“湿度过低”信号经 编码器 传至主控制器，由主控制器决定控制状态。 “湿度过高”则停止灌溉；“湿度过低”则通过 光电隔离 、继电器控制接在水源的 电磁阀。 当 空气湿度 较大时由 空气湿度传感器 经 A／ D转换反映到主控制器可暂缓灌溉。 当前系统状态可由显示电路显示出来，该系统也可由键盘手动设定 灌溉时间。 该系统还具有故障报警功能。 主控制器通过通讯接口与 上位机 通讯，可以实时监测系统运行状况或对历史数据进行分析。 ADC0832 的功能 ADC0832 是串行接口 8位 A/D转换器，它是由一家名为 NS（ National Semiconductor）的公司生产的。 ADC0832 与单片机通过三根线连接，其有着性价比高、耗能低的特点，适合使用在小型的智能设备中。 ADC0832 是 8 位分辨率的，所以其分辨率最高级能够达到 256 级，一般的模拟量都不成问题。 ADC0832 的数据校对是通过双数据输出来完成的，这是为了达到减少误差的 目的，转换的速度快并且有很强的稳定性。 ADC0832 为了减少数据的误差，其校对数据是使用具双数据的，有较快转换速度并且稳定性强。 ADC0832 能够独立输入，因此处理器能够更方便的控制多个器件。 使用DI端进行数据输入，可以让通道功能的选择变的简单。 它的主要特点是： 输入输出电平与 TTL/CMOS 相兼容； 5V电源供电时输入电压在 05V之间； 工作频率为 250KHZ，转换时间为 32μ S； 一般功耗仅为 15mW； 8P、 14P— DIP（双列直插）、 PICC 多种封装； 商用级芯片温宽为 0176。 C to +70176。 C，工业级芯片温宽为 −40176。 C to +85176。 C； 芯片接口说明： CS_片选 使能，低电平芯片使能。 CH0 模拟输入通道 0，或作为 IN+/使用。 CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/使用。 GND 芯片参考 0 电位（地）。 DI数据信号输入，选择通道控制。 DO数据信号输出，转换 数据输出。 CLK芯片时钟输入。 Vcc/REF电源输入及参考电压输入（复用） ADC0832 的控制原理 正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4条数据线，分别是 CS、 CLK、 DO、 DI。 但由于 DO端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设 计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。 当 ADC0832 未工作时其 CS输入端应为高电平，此时芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的电平可任意。 当要进行 A/D转换时，须先将 CS使能端 置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。 此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入 时钟脉冲 ， DO/DI 端则使用图 ADC0832 引脚图 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 24 页 DI 端输入通道功能选择的数据信号。 在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI端必须是高电平，表示起始信号。 在第 3个脉冲下沉之前 DI端应输入 2 位数据用于选择通道功能。 继电器 当输入量 (如 电压 、 电流 、 温度 等 )达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。 可分为电气量 (如电流、电压、频率、功率等 )继电器及非电气量 (如温度、压力、速度等 )继电器两大类。 具有动作快、工作稳定、 使用寿命 长、体 积小等优点。 广泛应用于电力保护、 自动化 、运动、遥控 、测量和通 信等装置中。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被 控制系统 （又称输出回路），通常应用于 自动控制 电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 继电器目前已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械 ，遥控系统、 工业自动化 装置； 信号灯 、调光、闪烁器、照明 舞台灯光 控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、 自动洗衣机 ；自动消防，保安系统，以及作为电网 功率因素 补偿的 电力电容 的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。 继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输 出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。 作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用： 1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。 2）放大：例如，灵敏型继电器、 中间继电器 等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。 3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。 4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。 报警电路 蜂鸣器：蜂鸣器是本系统中涉及的报警系统部分，其电路图结构如下图所示。 当 PNP 三极管导通时，蜂鸣器响起。 图 采集电路 CL KCSIOA DI NCS1CH 02CH 13G ND4V C C8CL K7DI5DO6U2AD C 083251%R V 11k陕西理工学院毕业设计 第 8 页 共 24 页 显示电路 本设计采用 LCD1602 来做显示模块， 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的 点阵 型液晶模块。 它由若干个 5X7或者 5X11等 点阵 字符位组成，每个 点阵 字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。 其本设计显示电路如下： 图 报警电路 P 1^ 1BU Z 1B UZ Z E RR41kQ12N 1711图 显示电路 D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LC D 1L M 0 1 6 LX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T。