基于单片机的节水灌溉系统的设计与实现毕业设计

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1、毕业设计题目：基于单片机的智能节水灌溉的设计与实现院系：信息与控制学院专业：自动化班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：年月日目录1方案设计11.1设计任务要求11.2硬件方案设计11.3编程语言与调试环境选择31.3.1编程语言的介31.3.2调试环境的选择32智能节水灌溉系统的硬件设计52.1AT89S52单片机的硬件结构52.1.1单片机的结构及引脚52.2显示电路的设计92.2.1显示电路选择92.2.2液晶显示接口电路设计102.3A/D转换芯片ADC0832102.3.1ADC0832具有以下特点102.3.2ADC0832与单片机的接口电路112.4按键电路方案的设

2、计122.4.1按键电路的选择122.4.2按键电路的设计122.5单片机晶振电路原理及作用132.6复位电路的设计142.7报警电路的设计152.8土壤湿度传感器YL-69土壤湿度计检测模块152.8.1YL-69土壤湿度计检测计特点152.8.2使用说明162.9步进电机驱动模块172.9.1步进电机简介和原理172.9.2ULN2003驱动芯片182.9.3步进电机驱动模块183系统软件设计193.1软件系统总体工作流程193.2湿度控制模块的设计203.2.1湿度控制程序流程203.3按键电路子程序213.41602液晶显示模块设计22参考文献24附录A硬件原理图25附

3、录B程序代码26附录C实物图片311方案设计1.1设计任务要求1、能够检测土壤湿度，当达到设定值时，起动灌溉系统，能够通过键盘设定不同的灌溉速度，显示灌溉状态。2、湿度传感器对土壤多点采集信号转换后传给单片机，单片机对输入信号做出处理（灌溉与否）。显示模块将采集数据和灌溉信息显示在显示屏上。通过键盘可以设置灌溉阈值和灌溉速度。1.2硬件方案设计该课题以AT89S52单片机做为主要硬件模版，通过对软件的编程来实现对土壤温度、湿度值进行多点检测，当所测的实际湿度低于警戒值时，将会自动触发灌溉控制器系统，进行自动的灌溉，该系统还可以完成手动控制灌溉，随时进行灌溉，从而也体现了人性化、

4、多用途的现代自动化、智能化系统设计要求。根据该设计的功能要求，确定方案：AT89S52单片机做为控制电路核心，采用模块化设计的方案。模块化设计简单地说，就是把产品的一些要素组合在一起来构成一个有特定功能的子系统，把该系统作为通用性的模块和其他的产品要素多种组合，构成新的系统，所产生多种相同功能或不相同功能、但不同性能的一系列产品。模块化是一种新的设计思想，是在传统的设计基础上新发展起来的，现在已经成为一种新的技术已被广泛应用在生活中，尤其现在正处于信息时代，电子产品不断推出新产品，应用模块化设计的产品也正在不断涌现。当代模块化设计已经被广泛应用于航空、航天、机床、电子产品等设计

5、领域。模块化已经开始从理念转化成为比较成熟的设计方法也是绿色设计方法之一[1]。该设计总共分为：步进电机驱动模块、湿度采集模块、液晶显示模块、A／D转换模块、报警电路。本设计中步进电机采用28BYJ48型四相八拍电机，步进电机控制电路是以驱动芯片ULN2003做为核心。湿度采集模块中核心器件是YL-69土壤湿度传感器，A／D转换模块中主要器件是ADC0832A／D转换器，液晶显示器以LCD1602为显示电路核心，时钟模块是以DS1302做为核心器件，再配合上键盘电路，实现对土壤湿度检测。在本系统中，湿度灌溉系统可以分为两种控制方式：方案一闭环控制方式，方案二时间控制方式，所以用

6、户可以在两种方式任选其一。采用方案一：用湿度采集模块把检测多处不同地点的湿度通过校准的数字信号数据处理，传送给单片机。单片机则将接收来的数据与单片机内存储的数据进行比对，如果收到的数据低于设定值，步进电机的控制电路模块将启动步进电机实行灌溉。如果收到的数据高于设定值，则步进电机不启动或者停止工作，与此同时单片机把采集到的数据与系统的灌溉情况在显示屏上显示出来。当灌溉进行到一定的时间时，自动停止工作，这个时间是由用户加载到单片机内部的数据来决定。在时间控制方式下时，用户通过灌溉周期和键盘输入的灌溉时间，对应的数据会显示在屏上。该灌溉方式主要应用在特殊情况之下，所以本设计采用方案一

7、[2]。综上所述，该系统具有非常好的人机互交界面，更方便进行实时控制功能，且能及时的响应用户请求。该系统支持的灌溉系统方式非常灵活，用户可以根据实际情况选择模式。系统结构简单，各类功能很容易实现，极大提高了系统的实用性和可靠性。系统的模块原理图如图1.1所示。图1.1自动灌溉控制器系统基本模块原理框图1.3编程语言与调试环境选择1.3.1编程语言的介C语言是一种被广泛应用，并能够灵活的实现计算机编程语言。用C语言编出来的程序，可以应用在很多平台上，可移植性较强。计算机的操作系统和一些大型软件