基于单片机的智能浇灌系统课设报告

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1、理工学院课程设计报告书课程名称单片机原理及应用课程设计课程设计总评成绩学生姓名、学号学生专业班级指导教师姓名课程设计起止日期单片机课程设计任务书题目:基于单片机的全自动浇花系统电路设计初始条件：1.采用湿度传感器采集数据；2.采用温度传感器采集数据；3.采用单片机组成数据采集系统；4.采用ULN2803芯片驱动直流电机。要求完成的主要任务:1.对环境的温湿度状态进行数据采集；2.设湿度传感器输出为0-5V的电路；3.设计8位或10位A/D转换接口电路；4.设计单片机的信号显示电路；5.设计单片机的控制电路；

2、6.设计掉电保存数据电路；7.设计驱动直流电机电路；8.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书；时间安排：序号阶段内容所需时间（周）1方案选择及电路设计假期进行2制作、编程、调试13撰写课程设计报告及答辩1合计2指导教师签名：年月日基于单片机的全自动浇花系统设计摘要：现代生活中，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多，然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要人工来实现，由于现代生活节奏加快，人们往往忙于工作而忘记及时为花卉补充水分和养料，导致花木枯死。水是植物生存、生长的

3、最基本需要，因此，设计一种能够在无人管理的情况下为花木自动浇水的系统，能够有效解决花木因缺水而枯死的难题。本系统是采用AT89C52单片机为核心的全自动浇花系统。系统主要实现的功能是对花木的土壤中的湿度进行实时检测，当土壤湿度低于用户设定值时及时给花木浇水，当土壤湿度高于系统设定值时停止给花木浇水。关键词：C51单片机A/D转换IIC通信协议LCD1602显示1系统设计本次设计包括AT89C52单片机及基本外围电路模块、温湿度检测电路模块、A/D转换电路模块、显示电路模块、EEPROM掉电数据保存电路模块、

4、按键控制电路模块、电机驱动电路模块、电源电路模块等部分组成，具体设计方案如图1-1所示。图1-1.系统框图2硬件电路设计2.1单片机本系统采用AT89C52单片机。图2-1单片机引脚图AT89C52是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机，如图2-1所示。AT89C2052是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000

5、次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C52是一种高效微控制器，就单片机而言，在课程中已经介绍，在此就不在多加解释。2.2湿度传感器本系统采用FC-28电阻式湿度传感器输出模拟量更精确的计算出湿度值，如图2-2所示。图2-2湿度检测电路湿度值计算公式如式（1）：（1）当湿度传感器完全部浸入水中时，Rs=5.87k（稳定值），计算出Vo1=1.85V；当湿度传感器不接触水时

6、，Rs=∞，计算出V01=5.0V。由于V01的变化范围为1.85V~5.0V,为了方便计算出湿度值，在程序的算法中作以下处理：Vo2=5.0V-Vo1,即Vo2的变化范围为0V~3.15V。显示湿度值计算公式：HR=(Vo2/3.15)*100%。2.3温度传感器（1）温度传感器DS18B20特性①全数字温度转换及输出。②先进的单总线数据通信。③支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。④可编程分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃，0.25℃，0.125℃

7、和0.0625℃，可实现高精度测温。⑤检测温度范围为-55℃~+125℃。⑥内置EEPROM，限温报警功能。⑦64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。⑧负压特性。电源接反时，芯片不会因为发热而烧毁，但不能正常工作。（2）DS18B20引脚介绍如图2-3所示。①GND：电源负极。②DQ：信号输入输出。③VDD：电源正极。图2-3DS18B20直插式（3）DS18B20RAM及EEPROM结构图如图2-4所示。图2-4高速暂存器RAM由9个字节的存储器组成。第0、1个字节是温度转换后的数据值信息；第2、

8、3个字节是用户EEPROM(常用于温度报警值储存)的镜像；第4个字节则是用户第3个EEPROM的镜像；第5、6、7个字节为计数寄存器，是为了让用户得到更高的分辨率而设计的，同样也是内温度转换、计算的暂存单元；第8个字节为前8个字节的CRC码。（4）DS18B2电路原理图如图2-5所示。图2-5DS18B20典型电路（5）DS18B20工作时序图如图2-6所示。图2-6DS18B20工作时序2.4A/D转换电路设计