基于at89c51单片机的节水灌溉系统的应用毕业设计论文(编辑修改稿)

基于at89c51单片机的节水灌溉系统的应用毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

.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 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I 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 12 1 M S B21A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT62 58E O C7O UT P UT E NA B L E9CLO C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8 L S B172 4182 319I N228I N127I N026A L E22U2A DC 0 8 0 9D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U37 4 L S 3 7 3123U 4 : A7 4 0 0456U 4 : B7 4 0 0L11 .2 uC11 0 u 图 4 数据采集处理电路 水泵控制电路 采用继电器控制电路，利用单片机的 为水泵的控制端口，当需要灌溉的时候 为高电平，反之，。 单片机要达到控制目的，电路要加放大电路，现使用 9015 三极管放大信号。 使用 1N4001 稳压二极管来指示水泵开关状态，发光二极管亮代表继电器开关打开。 LED 数字显示部分 数字显示电路包括两个四位共阳极 LED 显示器和键盘控制电路组成，一个 LED 显示器显示实际的温度值，另一个 LED 显示器显示设定的湿度。 共阳极 LED显示器的阴极和单片机 AT 89C51的 P1口连接，显示段码由 CPU 通过 P1 口传送到 LED 显示器的阴极。 位扫描码由单片机 AT 89C51的 P P2 P22 输出，经 74LS138 译码器译码后，再经同相驱动器传送到 LED 显示器的阳极，选通 LED 显示器的对应位。 单片机输出电压电流不能驱动数码管，使用 9015 三极管进行驱动，138 译码器是 TTL 电平与单片机兼容。 本模块利用 138 译码器对显示器动态扫描，大大简化硬件，充分利用了单片机的资源。 本系统输出结果选用 4个 LED 显示。 数码管有共阴共阳之分，本系统采用 8 段共阴型 LED，江苏海事职业技术学院 20xx 届专科生毕业设计 第 6 页 其原理图如图 5所示，每位数码管内部→ 8个发光二极管组成，由 8个发光二极管的阴极并接而成的公共端在正常显示时接低电平 (GND)， adp 各引脚 上是否是高电平将决定各个数码管是否被点亮。 图 5 为 LED 数码管的外形结构，外部共有 10 个引脚，其中 3, 8 脚是公共端，其余的 8个引脚被称为段选端。 由于系统要显示的内容比较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。 LED 有共阴极和共阳极两种。 如图 5所示。 二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入 +5V 的电压。 一位显示器由 8个发光二极管组成，其中 7个发光二极管构成字型“ 8”的各个笔划（段） a～ g，另一个小数点为 dp发光二极管。 当在某段发光二极管施加一定的 正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。 为了保护各段 LED 不被损坏，需外加限流电阻。 符号和引脚 共阴极 共阳极 图 5 LED 数码管结构原理图 数码管显示器有两种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。 为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。 用 P3 口来控制数码管每一位的公共端，即“位控”。 如果要显示不同的内容，那么就要采用轮流显示的方式，即在某一瞬间，只让其中的某一位的字位线处于选通状态，其它各位的字 位线处于断开状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。 显示扫描由程控实现，其中 PA口输出字型码， PC口输出位选信号即扫描信号。 相应的端口地址分配如表 41: 名称 命令 /状态寄存器 PA 口 PB 口 PC 口 端口地址 7FF8H 7FF9H 7FFAH 7FFBH 江苏海事职业技术学院 20xx 届专科生毕业设计 第 7 页 超限报警电路 为了使操作人员在一些紧急或反常状态下不会忽视、能够及时的处理突发状况，所以需要有一种能够引起人们注意的报警信号。 报警信号一般包括 :闪光报警、鸣音报警和语音报警，本系统采用声光报警。 如图 6 所示为报警 电路，选用压电式蜂鸣器，这种蜂鸣器仅需要 10mA 的驱动电流就可以产生 3KHz 左右的蜂鸣声音，其中蜂鸣器的一端接在高电平 +SV 上，另一端连接 ，在初态时， 始终输出高电平 1，在需要报警的时候，对端口 清零就可以了。 同时利用延时程序来控制报警声音的长短。 当 端输出为低电平“ 0”时，二极管导通，灯亮发出报警信号。 图 6 报警电路 5 软件设计 系统软件程序设计主要包括 :主程序设计，采样子程序设计，数据处理程序，显示子程序，串口通信程序等。 各芯片地址编码为 : RAM6116: OFOOOHOF7FFH 81551/0 口 :7FF8H 7FFDH ADC0809: OBFF8HOBFFFH 主程序设计 江苏海事职业技术学院 20xx 届专科生毕业设计 第 8 页 否 是 否 是 图 7 主程序设计流程图 采样子程序设计 采样子程序清单 : AD: MOV R0, ADTURNO MOV R6, OBH ADLOOP: MOV DPTR, OBFF8H ；启动 INO 通道 A/D 转换 GOON: MOVX @DPTR, A MOV R7, OAOH ；延时等待转换结束 DLAY: NOP NOP NOP 启动 初始化 读取 A/D 转换结果 数值显示 数值小于设定的值 调用控制模块 设定时间未到。 调用时间显示模块 江苏海事职业技术学院 20xx 届专科生毕业设计 第 9 页 NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, @DPTR MOV @R0, A ；将转换后的数据送入以 ADTURNO 为首址的一片 RAM 内 INC RO DJNZ R6, ADLOOP SJMP AD RET 数据处理 数字滤波技术 在进行数据采集时，输入信号容易受到随机干扰，因此 A/D 转换器送入单片机中的数据存在误差，称为随机误差。 为了克服随机干扰引起的误差，硬件上可采用滤波技术；软件上采用数字滤波法来抑制有效信号中的干扰成分，消除误差。 本系统即采用数字滤波法。 常用的数字滤波法包括 :限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法、去极值平均滤波法、移动平均滤波法、加权平均滤波法、低通滤波法、复合滤波法等。 本系统即采用中位值滤波法。 中位值滤波法的具体思路是 :对被测参数连续采样 N 次 (一般 N为 奇数 )，然后把 N 次采样值按大小排列，取其中间值为本次采样值。 本程序每次对土壤湿度连续采样 11 次， ADTURNO 为片内 RAM 的 21H 地址单元，是采样值放入内存的首地址，滤波结果放入片内 RAM 的 37H 地址单元，即 LINEADRO 地址。 MAOPAO: MOV Rl, ADTURNO MOV R5, OAH CLR OOH FILTER: MOV 3CH, @R1 INC R1 MOV A, @R1 CLR C SUBB A, 3CH 江苏海事职业技术学院 20xx 届专科生毕业设计 第 10 页。