基于单片机的节水灌溉自动控制器的设计

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1、基于单片机的节水灌溉自动控制器的设计林耀忠广东省高级技工学校516100【文章】随着我国农业化进程的发展和农业结构的调整，特别是我国加入ARGIN:0cm8pt0pt"class=Pa2>【关键词】单片机；节水灌溉；自动控制器；设计我国是一个农业大国，农产品的生产需要有大量的水做保障，但是我国水资源匮乏，而且农业用水中浪费比较严重，灌溉成了制约我国农业生产的重要因素。所以我国农业发展必须走节水道路。近年来，喷灌、微灌技术发展较快，起到了较好的社会效益，但是我国的现代化灌溉技术与发达国家相比仍然具有较大的差距，为了提高

2、灌溉效益，减少灌溉中水资源的浪费，我们应用单片机的灌溉控制器，其能够根据时间、温度、湿度有效的控制灌溉，实现灌溉的定量控制，提高灌溉的经济效益。1控制器的总体设计思路在农业灌溉中，自动灌溉的实现首先要考虑控制其的设计，基于单片机的节水灌溉自动控制器的总体设计思路是：控制器的核心系统采用LG公司生产的完全兼容的8051单片机；利用分布式管理进行单片机和计算机设备的管理，主要任务是控制单片机的现场任务，结合个人计算机监视和历史数据的储存对其进行合理的管理；控制器设计中特让水势的测量利用测量传感器，这个设计系统在测量时能够

3、连接三路传感器，并且系统也可以控制10路输出，系统在操作时能够完成对传感器循环控制、时钟控制、全手动控制等，也就是自动闭环控制；此控制器还设有排水量警示标志和单片机数据上传的功能，也具有灌溉总时间和掉电自动记录以及保护等功能；系统功能操作有各个引导显示和按键组成，此系统总体硬件结构如图一。2控制器有关硬件电路设计2.1单片机主机电路分析此控制器系统设置，在运行过程中必须具有长时间无人值守功能和时间判断的功能，以便实现自动化喷灌。单片机在设计时要利用计数器以及查询按钮等，这些硬件设备占用的资源空间比较多，外部扩展芯片能

4、够较好的解决资源不足的问题。主机电路主要由总线、编程、引脚组成，这三部分相互协调完成对各个寄存器速写时间的设定和读取。2.2数据采集处理电路图一：系统总体硬件结构图018电子科技ElectronicsTechnology电子制作此系统中存在较多的传感信号传输，但是系统接收端只有一个，为了解决这个冲突问题，系统采用应答式控制，以便控制各个系统硬件，实现系统信号的采集转换。此系统采用的是A/D转换器为ADC0809芯片，这种芯片内部有8为模拟开关，可以实现同时对8路输入电压的信号的分时采集。2.3驱动电路与键盘显示此单片

5、机采用的键盘格局为3×8模式，8为LED显示和CPU地接口逻辑的电路原理图见图二。图二中CPU外接一片8155，这样能够节省CPU资源，提高其工作效率。8155的RAM地址为7E00H～7EFFH，8155的PA口是输入口，用控制键盘的列线Y0～Y7作为扫描键盘口，同时也是显示器的扫描口，8155的C出口为输入口，PB为显示器的断线据口。采用行列扫描确定键盘输出和扫描。单片机的键盘和显示器电路工作必须稳定可靠，显示器一般要选择高亮度的清晰显示器；键盘操作要反应灵敏、可靠，整个电路要能够较好的完成这个系统的工作。2.4

6、监控PC间的通讯电路设计在此控制器的设计中，监控PC间的通讯主要采用的是双全工的通信方式，这种通信方式使用的是一种串行通信总线标准，同时也是DTE是和DEC间传输串行数据的接口总线。此系统间各个不同类型的电平之间不能直接互联，只有先经过必要的电平转换才能实现电平间的互联的作用。系统自实际运行是利用能够自动实现利用最少的信号线完成整个通信任务，以便降低系统的设备连线的成本，使系统更加简单、完善。此系统电路使用总线类型进行设计，通过干多站的互联作用，简化系统电路形式。而且这种方式的通信距离较远，传输数据量比较快，通信距离

7、比较远，可达到1200米左右。监控PC的通信接口芯片选择使用MAXl480B类型芯片，这种通信接口芯片是一种完全电隔离的半双工通信接口芯片，工作中所需电伏为5V，隔离电压比较高，可以达到1500V。所以在运行中不需要再增加其他隔离电压类型；另外，此芯片具有较高的数据传输速度，高速度的数据传输满足了控制器的通信要求，能够使控制器在运行过程中通信更加流程。2.5看门狗电路设计看门狗在系统工作恶劣的环境下容易受到较大的干扰，产生一些列的损害，比如运行时看门狗的指针PC指发生改变，导致系统程序运行异常，致使程序飞出或者使系统

8、数据区的存储数据发生严重的损坏。为了解决这个问题，我们必须采取一定的措施预防此种故障的出现。此系统的看门狗电蹄是由X25045芯片米组成，此类芯片是一种可以编程的看门狗控制系统。它能够为系统提供独立的保护作用，如果系统出现故障，系统自动启动看门狗定时器，使各部分设备继续正常工作，以便于保护系统的安全，这是RESET信号也会发生反应，变为高电压、