基于52单片机的全自动浇花系统设计-毕业论文

分类号 编 号 U D C 密 级 毕业设计（论文）题 目 基于52单片机的全自动浇花系统设计 The design of potted plant automatic watering system Electric system Base On 52 Microcontroller 作者姓名 专业名称 指导教师姓名及职称 提交日期 20年月日 答辩日期 20年月日 答辩委员会主任 评 阅 人 20年月日摘要 本次设计的盆花自动浇水系统包括土壤湿度的检测与控制两大部分。土壤湿度的检测与控制部分又包括了土壤湿度的检测和显示、自动浇水系统。土壤湿度的检测和显示以土壤湿度传感器为感应部件，将检测到的土壤湿度值送入89S52单片机，再由其输出到LCD屏进行显示。本设计主要包涵硬件电路各模块如：继电器电路的设计，AD转换电路的设计，电源接口电路的设计，LCD液晶显示电路的设计以及软件部分的设计与程序编写。自动浇水系统设计为智能浇水：通过单片机程序设定启动值与YL69传感器采集到的土壤湿度值相比较，当低于启动值时单片机就会输出一个信号控制电磁阀打开进行浇水灌溉。关键词：AT89S51单片机 ，YL-69土壤湿度传感器， LCD Abstract The design of the potted plant automatic watering system including soil moisture detection and control two parts. Soil moisture detection and control part includes the soil moisture detection and display, automatic watering system. Soil moisture detection and display with the soil moisture sensor for the inductive part, to detect soil moisture values into the SCM AT89C51, then the output to the LCD screen display. This design mainly includes hardware circuit module such as relay circuit design, the design of the AD conversion circuit, power supply design of interface circuit, LCD display circuit design and the design of the software part and write program. Automatic watering system design for intelligent watering: Water pump automatic irrigation control is a set the start value YL69 sensors to collect soil humidity values were compared, when lower than the start value SCM will output a signal controls the solenoid valve opens watering irrigation through the SCM program. Key words: AT89S51, YL-69soil moisture sensor, LCDIII目录摘要IIAbstractII目录3第一章 绪论41.1 选题的目的和意义41.2 自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状 41.3 本次设计所采用的研究方法和手段6第二章 基于单片机控制的家庭自动浇花机设计62.1 定时浇花方案的设计62.2 智能浇花72.3 基本动作原理设计8第三章STC89C52单片机介绍83.1 STC89C52RC单片机简介83.2 STC89C52RC引脚功能说明103.3 定时/计数器133.4 “看门狗”介绍20第四章 硬件电路设计214.1 ADC0832AD转换器214.2 液晶显示器LCD224.3 键盘234.4 继电器234.5 湿度传感器254.6 总电路连接图26第五章 软件系统设计265.1 主要软件系统设计265.2 子程序的流程框图28第六章 测试30第七章 总结34参考文献34致谢35附录36第一章 绪论1.1 选题的目的和意义随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。在家里养盆花可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起；好不容易种植几个月的花草,因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”；不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机；保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。1.2.自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状 微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。早在很多年前，国外就已经开始普及，国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比较可靠。不过这并不太适用于国内，目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的，价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆，但是由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此国内商家已经看到了这种需求潜力。目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海，浙江一带。现在市面上所出售的自动浇花器主要有以下几类： 电子类自动浇花器电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者控制器）、主管（可以是花园管也可以是4/7mm的微喷淋管）、分水接头(3通、4通、5通、6通、分水器）、副管(3/5mm)喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等）。电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制；智能时控电路微电脑芯片控制；适用电源为AC220V/50HZ；最适宜水压0.3-0.6Mpa；待机功率（4VA，浇水时12VA）；可控制连续作业时间是1分钟至168个小时；可每天自动完成十次以上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水，手动自动两用；每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为-1050；相对湿度90%RH。 玻璃、陶瓷类自动浇花器玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置，它由本身材质的物理结构构成，根据器具的物理渗水原理完成自动浇灌，当自动浇水器内部存水，自身形成一定的压力，当遇到干燥的土壤，水就会自上而下的流出，当土壤湿润以后，会形成一个堵塞压力，从而导致水流速度变慢或者停止。器具工艺不同，效果也不一样，当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流的速度。当前传感器技术与单片机技术发展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透，已经和我们的日常生活息息相关。而且智能家居概念也越来越受人们的推崇，因此，微电脑控制的电子类自动浇花系统有很好的发展前景。1.3本次设计所采用的研究方法和手段 在这次设计中我选用STC89C52单片机来控制自动灌溉系统，大体的步骤是通过监控土壤湿度来给花卉进行及时、适量的灌溉。研究设计的重点主要是如何协调处理好土壤湿度与灌溉控制技术、所需硬件、所需软件编程等系统各个部分之间的关系。YL-69湿度传感器可以采集湿度信息资料，这个湿度度信息资料经过ADC0832A/D转换器转换之后，湿度模拟量进行放大就转换成了可用的数字量，接着在单片机内程序处理之下，湿度就会显示在LCD屏幕上了。与此同时我们可以利用单片机内的中断服务程序来决定是否启动水泵进行抽水,若经过判断小于启动值需要水泵进行抽水时来缓解干旱，单片机系统就会立刻地发出抽水命令经放大驱动装置把电磁阀打开进行灌溉浇水，当大于启动值时就不会启动灌溉装置，系统进行再一次循环的检测。第二章 基于单片机控制的自动浇花机设计2.1定时浇花方案的设计 定时定量浇花是每天规定的时间开始浇花，设置浇花时长，比如1分钟，1分钟后停止浇花。具体硬件：安装了2个三位共阳数码管和1个两位共阳数码管，用以显示时间和浇花时间的长短。按键控制时间调整和时间设置调整，并有一个按钮根据不同花卉所需水量的不同，设置浇花时间长短，在数码管上显示出来，1302芯片实现时间保持，断电时不影响时间。这里可假设每天早上7点20分自动给花卉浇水，浇花时间为1分钟，到了早上的7点20分，单片机控制智能浇花器开始浇花，单片机p20引脚接继电器，继电器接电磁阀，电磁阀控制水流，到了7点20分，给单片机一个指令，setb020，三级管导通，这样继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水，1分钟时间到，给单片机一个指令clrp20，这样单片机p20引脚输出低电平，三极管截止，继电器线圈没有电流经过，常开触点恢复为断开，电磁阀线圈失电，此时电磁阀门闭合，水流停止。这里的时间是显示在数码管上，通过按键控制，时间可调整，同时浇花的时间也可以通过按键设置，另外浇花时间的长短也可以通过按键调整。同时加入1302芯片，为了断电时不影响时间正常，防止每次断电后都要重新调整是时间。2.2智能浇花 该系统采用AT89C52单片机来实现。自动灌溉系统的湿度检测电路，利用湿敏电阻对土壤湿度进行采集，电流信号通过变换得到需要的电压信号，再经过A/D转换器处理，处理之后转变为数字信号进行显示，系统将测得土壤的湿度大小，发送到LCD显示屏去显示，通过这种方式我们便可以对土壤湿度变化进行监测和控制，也可以对湿度适度范围重新设置，灌溉系统用模糊控制算法对水泵控制。自动灌溉的硬件电路由AT89S51系统电路、电源的电路、湿度传感器检测的电路、显示的LCD电路、控制按键的电路等电路共同构成的；自动灌溉系统的软件程序选用汇编语言编程。自动灌溉系统灵活可靠，制作成本比较低，在灌溉中应用前景广。2.3基本动作原理设计 我们先按万用板上设置键设定湿度大小，湿度传感器是土壤湿度YL-69传感器，数字湿度传感器湿度测量范围为0.010.99RH，分辨率大小为05RH，测量精度误差大小为正负30RH；响应时间典型值为5 秒；正常使用电压的大小为4555 伏。YL-69土壤湿度传感器温检测到湿度大小发送到单片机并处理显示在LCD屏幕上，当检测湿度小于设定湿度大小时，单片机发出一个指令，seth p20，继电器的线圈通电，常开触点就闭合，于是电磁阀的线圈得电并且阀门由闭合状态变为断开状态，水泵抽水进行灌溉；当检测的湿度等于或高于设定湿度大小时，clr p20，继电器的线圈失电，常开触点就断开，于是电磁阀线圈失电并且阀门闭合，水泵停止灌溉。第三章STC89C52单片机介绍3.1 STC89C52RC单片机简介STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。主要特性如下：1. 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.2. 工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）3. 工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K字节5. 片上集成512字节RAM6. 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8. 具有EEPROM功能9. 具有看门狗功能10. 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T211. 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART13. 工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）14. PDIP封装STC89C52RC单片机的工作模式l 掉电模式：典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序l 空闲模式：典型功耗2mAl 正常工作模式：典型功耗4Ma7mAl 掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备STC89C52RC引脚图3.2 STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。P1端口（P1.0P1.7，18引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（）。此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体参见下表：在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。P1.0和P1.1引脚复用功能引脚号功能特性P1.0T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）P2端口（P2.0P2.7，2128引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（）。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX DPTR”指令）时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX R1”指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。P3端口（P3.0P3.7，1017引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（）。在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如下表所示：P3口引脚复用功能引脚号复用功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6（外部数据存储器写选通）P3.7（外部数据存储器读选通）RST（9引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。（29引脚）：外部程序存储器选通信号（）是外部程序存储器选通信号。当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，将不被激活。/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，必须接GND。注意加密方式1时，将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令，应该接VCC。在Flash编程期间，也接收12伏VPP电压。XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。特殊功能寄存器并非所有的地址都被定义，从80HFFH共128个字节只有一部分被定义。还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应将“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。3.3定时/计数器STC89C52RC除了有定时器/计数器0和定时器/计数器1之外，还增加了一个一个定时器/计数器2.定时器/计数器2的控制和状态位位于T2CON和T2MOD。定时器2是一个16位定时/计数器。通过设置特殊功能寄存器T2CON中的C/T2位，可将其作为定时器或计数器（特殊功能寄存器T2CON的描述如表所列）。定时器2有3种操作模式：捕获、自动重新装载（递增或递减计数）和波特率发生器，这3种模式由T2CON中的位进行选择STC89C52RC的特殊功能寄存器特殊功能寄存器T2CON的描述定时/计数器2控制寄存器各位功能说明符号功能TF2定时器2溢出标志。定时器2溢出时，又由硬件置位，必须由软件请0.当RCLK=1或TCLK=1时，定时器2溢出，不对TF2置位。EXF2定时器2外部标志。当EXEN2=1，且当T2EX引脚上出现负跳变而出现捕获或重装载时，EXF2置位，申请中断。此时如果允许定时器2中断，CPU将响应中断，执行定时器2 中断服务程序，EXF2必须由软件清除。当定时器2工作在向上或向下计数方式时（DCEN=1），EXF2不能激活中断。RCLK接收时钟允许。RCLK=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的接收时钟，RCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为接收脉冲TCLK发送时钟允许。TCLK=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的发送时钟，TCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为发送脉冲EXEN2定时器2外部允许标志。当EXEN2=1时，如果定时器2未用于作串行口的波特率发生器，在T2EX端口出现负跳变脉冲时，激活定时器2捕获或者重装载。EXEN2=0时，T2EX端的外部信号无效。TR2定时器2启动/停止控制位。TR2=1时，启动定时器2.C/定时器2定时方式或计数方式控制位。C/=0时，选择定时方式，C/=1时，选择对外部事件技术方式（下降沿触发）。CP/捕获/重装载选择。CP/=1时，如EXEN2=1，且T2EX端出现负跳变脉冲时发生捕获操作。CP/=1时，若定时器2溢出或EXEN2=1条件下，T2EX端出现负跳变脉冲，都会出现自动重装载操作。当RCLK=1或TCLK=1时，该位无效，在定时器2溢出时强制其自动重装载。定时器2工作方式RCLK+TCLKCP/TR2模式00116位自动重装01116位捕获1X1波特率发生器XX0（关闭）捕获模式在捕获模式中，通过T2CON中的EXEN2设置2个选项。如果EXEN2=0, 定时器2作为一个16位定时器或计数器（由T2CON中的C/位选择），溢出时置位TF2（定时器2溢出标志位）。该位可用于产生中断（通过使能IE寄存器中的定时器2中断使能位）。如果EXEN2=1，与以上描述相同，但增加了一个特性，即外部输入T2EX由1变0时，将定时器2中TL2和TH2的当前值各自捕获到RCAP2L和RACP2H。另外，T2EX的负跳变使T2CON中的EXF2置位，EXF2也像TF2一样能够产生中断（其向量与定时器2溢出中断地址相同，定时器2中断服务程序通过查询TF2和EXF2来确定引起中断的事件），捕获模式所示。在该模式中，TL2和TH2勿重新装载值，甚至当T2EX产生捕获时间时，计数器仍以T2EX的负跳变或振荡频率的1/2（12时钟模式）或1/6（6时钟模式）计数。定时器2捕获模式自动重装模式（递增/递减计数器）16位自动重装模式中，定时器2可通过C/T2配置为定时器/计数器，编程控制递增/递减。计数的方向有DCEN（递减计数使能位）确定，DCEN位于T2MMOD寄存器中，T2MOD寄存器各位的功能描述如表XX所示。当DCEN=0时，定时器2默认为向上计数；当DCEN=1时，定时器2可通过T2EX确定递增或递减计数。图XX显示了当DCEN=0时，定时器2自动递增计数。在该模式中，通过设置EXEN2位进行选择。如果EXEN2=0，定时器2递增计数到0FFFFH，并在溢出后将TF2置位，然后将RCAP2L和RCAP2H中的16位值作为重新装载值装入定时器2。RCAP2L和RCAP2H的值是通过软件预设的。定时器2模式（T2MOD）控制寄存器的描述符号功能-不可用，保留将来之用*T2OE定时器2输出使能位DCEN向下计数使能位。定时器2可配置成向上/向下计数器*用户勿将其置1.这些为在将来80C51系列产品中用来实现新的特性。在这种情况下，以后用到保留位，复位时或非有效状态时，它的值应为0；而在这些位有效状态时，它的值为1.保留位读到的值不确定。如果EXEN2=1，16位重新装载可通过溢出或T2EX从1到0的负跳变实现。此负跳变同时将EXF2置位。如果定时器2中断被使能，则当TF2或EXF2置1时，定时器2递增计数，计数到0FFFFH后溢出并置位TF2，还将产生中断（如果中断被使能）。定时器2的溢出将使RCAP2L和RCAP2H中的16位值作为重新装载值放入TL2和TH2。当T2EX置零时，将使定时器2递减计数。当TL2和TH2计数到等于RCAP2L和RCAP2H时，定时器产生中断。 定时器2自动重装模式（DCEN=0） 定时器2自动重装模式（DCEN=1）1、 波特率发生器模式寄存器T2CON的位TCLK和（或）RCLK允许从定时器1或定时器2获得串行口发送和接收的波特率。当TCLK=0时，定时器1作为串行口发送波特率发生器；当TCLK=1时，定时器2作为串行口发送波特率发生器。RCLK对串行口接收波特率有同样的作用。通过这2位，串行口能得到不同的接收和发送波特率，一个通过定时器1产生，另一个通过定时器2产生。下图所示为定时器工作在波特率发生器模式。与自动重装模式相似，当TH2溢出时，波特率发生器模式使定时器2寄存器重新装载来自寄存器RCAP2H和RCAP2L的16位的值，寄存器RCAP2H和RCAP2L的值由软件预置。当工作与模式1和模式3时，波特率由下面的公式所决定： 定时器2波特率发生器模式定时器可配置成“定时”或“计数”方式，在许多应用上，定时器被设置为“定时”方式（C/=0）。当定时器2作为定时器时，它的操作不同于波特率发生器。通常定时器2作为定时器，它会在每个机器周期递增（1/6或1/12振荡频率）。当定时器2作为波特率发生器时，它在6时钟模式下，以振荡器频率递增（12时钟模式时为1/12振荡频率）。这时的波特率公式中：n=16（6时钟模式）或32（12时钟模式）；是的内容，为16位勿符号整数。如图所示，定时器2是作为波特率发生器，仅当寄存器T2CON中的RCLK和（或）TCLK=1时，定时器2作为波特率发生器才有效。注意：TH2溢出并不置位TF2，也不产生中断。这样当定时器作为波特率发生器时，定时器2中断不必禁止。如果EXEN2（T2外部使能标志）被置位，在T2EX中由1到0的转换会置位EXF2（T2外部标志位），但并不导致（TH2,TL2）重新装载。当定时器2用作波特率发生器时，如果需要，T2EX可用作附加的外部中断。当计时器工作在波特率发生器模式下，则不要对TH2和TL2进行读/写，每隔一个状态时间（）或由T2进入的异步信号，定时器2将加1.在此情况下对TH2和TL2进行读/写是不准确的；可对RCAP2寄存器进行读，但不要进行写，否则将导致自动重装错误。当对定时器2或寄存器RCAP进行访问时。应关闭定时器（清零TR2）。表列出了常用的波特率和如何用定时器2得到这些波特率。由定时器2产生的常用波特率3.4“看门狗”介绍STC89C52RC单片机看门狗定时器特殊功能寄存器符号功能EN_WDT看门狗允许位，当设置为“1”，看门狗启动CLR_WDT看门狗清“0”位，当设为“1”时，看门狗将重新计数。硬件将自动清“0” 此位IDLE_WDT看门狗“IDLE”模式位，当设置为“1”时，看门狗定时器在“空闲模式”计数；当清“0”该位时，看门狗在“空闲模式”时不计数PS2，PS1，PS0看门狗定时器预分频值，不同值对应预分频数如表所示20MHz晶振看门狗定时器预分频值第四章 硬件电路设计4.1 ADC0832AD转换器分辨率8位A/D转换器逐次逼近式A/D转换双通道 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32S； 一般功耗仅为15mW； 8P、14PDIP（双列直插）、PICC 多种封装； 商用级芯片温宽为0C to +70C，工业级芯片温宽为40C to +85C；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 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。下图为AD转换电路图：图3.2 AD转换电路图4.2液晶显示器LCD液晶显示在很多家用电子产品中随处可见，它会显示一些数字、特殊符号和一些图形等。它与单片机电路连接非常简单，可以把主机处理后的数据进行屏幕显示，我们只需把一个8位I/O接口和液晶模块的8位数据段连接在一块，再把3位控制口分别与液晶模块的RS、R/W、E连接在一块。为了布线可以变简单以及驱动能力变得更强，我们用的是单片机P0口接8位数据，用P2.0、P2.1、P2.2分别于RS、R/W、E相连。 图4.2 显示器电路连接图4.3键盘S0:复位键S1:设置/保存S2:加/模式切换S3:减/手动灌溉检测：上电水泵转LCD1602显示当前土壤湿度,将土壤湿度传感器放入水中湿度值上升,水泵停止。按下S2键，切换为手动浇花模式，按S3键就可以手动开关水泵了。设定：按下S1设置键,进入预设湿度值调节模式.按S2键,预设值加.按S3键,预设值减。设置成功后,再按S1设置键退出,返回到正常模式。图4.3 按键电路4.4继电器电磁继电器是在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器，节能功率继电器。直流电磁继电器，输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。交流电磁继电器，输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。磁保持继电器，将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。极化继电器，状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。舌簧继电器，利用利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁双重作用的舌簧的动作来开，闭或转换线路继电器。节能功率继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器，但它 的电流大，体积小，节电功能。 电磁式继电器一般由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片组成，控制线圈和接点组之间是相互绝缘的，因此，能够为控制电路起到良好的电器隔离作用。当我们在继电器的线圈两头加上其线圈的额定的电压时，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸和当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸和。这样吸和、释放，从而达到了在电路中的接通、切断的开关目的。 继电器的作用就相当于一个开关，继电器连接一个三极管，三极管的一个引脚和单片机的p16连接，当这个引脚置高电平时，继电器就会打开进而浇水。图4.4 继电器电路4.5 湿度传感器传感器是一种输出装置，它能采集到的信息资料转变为有用信号。它由敏感元件和转换元件和相对应的电子电路共同构成，在使用的过程中直接响应于被测物理量并且产生可用信号输出。并且当外界的湿度变化时，它里面的电阻值也会随之变化,电阻值的变化范围一般为0欧10K欧，当电阻变化时，电路的输出电压也会产生变化。因此当调变电阻的大小,我们能获得一定值的电压,满足电路的需求。我们这次设计用到的是YL-69土壤湿度传感器。图4.5 湿度传感器 4.6总电路连接图 图 4.5 总电路连接图 第五章 软件系统设计5.1主要软件系统设计自动灌溉系统软件的设计，我们用结构化以及模块化的方法，这样便于功能的扩展，自动灌溉系统用C语言编写来进行软件设计。YL-69湿度传感器测出湿度模拟数据，然后对测出的进行处理转为二进制值，再经过三线制接口发送给单片机。为了使采样值变得更加精确，对获得的数据可以进行一些补偿的算法，补偿之后再送到液晶LCD显示器显示。当自动灌溉系统打开运行之后，首先它会进行初始化状态，并获取我们设定的湿度值。主循环判断现在湿度大小，看看现在的湿度是否低于设定值，假如低了，继电器就会驱动水泵进行抽水灌溉。另外由于干扰的作用，测出的电流电压上就会有干扰信号，加上传感器输出的信号相对的弱，这样就需要在软件设计中加入选用抗干扰措施。NY系统启动开始ADC0832初始化LCD1602初始化读取湿度值自动检测判断是否小于预设值？关闭继电器启动继电器控制水泵浇水正常运行状态LCD1602显示 图5.1主要流程图5.2子程序的流程框图图5.2.1 YL69 湿度传感器键盘芯片复位检测有无按键按下？读取键值，送入单片机单片机存储数据显示屏显示数据 设定结束?重新设定图5.2.2 按键检测流程图第六章 测试本章本次设计中的所有软件和硬件都是在proteus软件中仿真实现的。Proteus是Labcenter electronics公司推出的目前最好的仿真单片机及外围器件的EDA工具器件，可轻松地实现从概念到产品的完整设计。按照所设计的方案搭建的硬件电路如图所示。在安装系统之前我们要检查元器件，例如：晶体管的型号是否匹配，电容器的耐压是否正确，以及电容器的极性问题。再次确定原理图，安装电路位置，极性是否正确，在安装过程中最好导线条理清晰。安装时我们要采用按照单元电路逐级的安装调试，联合的调试的方法。具体的步骤：1依据系统原本设计，把所需组成元件找好并进行焊接。2、依据原件说明书，清楚每个组成元件的动作原理，并且调试每个功能模块。3、然后把每个功能模块编写成独力的源程序文件，再次进行调试成功之后，我们就可以再把各个部分组合在一起。4、在调试各个模块之后，我们就可以把各个源程序段组合起来综合调试。实物如图。本设计用USB连接电源可用充电宝作为其电源此为MODE:H手动模式水泵不工作，灯不亮此为MODE:H手动模式水泵工作，灯亮此为MODE:A自动模式，设置湿度30%，湿度传感器悬空，测得湿度1%，小于预设湿度，水泵工作，灯亮此为MODE:A自动模式，设置湿度30%，湿度传感器部分放入水中，测得湿度69%，超过预设值，水泵不工作，灯不亮第七章 总结自动灌溉系通过AT89S51单片机对土壤湿度情况进行的采集、处理、显示和控制等多种功能。适用性强，可以对土壤进行手动，自动、适量的灌溉，并且自动系统 成本比较低，过程也很简单，扩展性也不错，我们只需改变一些东西，就可以获得别的使用功能。参考文献1陈权昌,李兴富.单片机原理及应用M.广州:华南理工大学出版社,2007.82李庆亮.C语言程序设计实用教程M.北京:机械工业出版社,2005.33杨志忠.数字电子技术M.北京:高等教育出版社,2003.12.4及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程M.北京:电子工业出版社,2007.8.5徐江海.单片机实用教程M.北京:机械工业出版社,2006.126胡宴如.模拟电子技术M.北京:高等教育出版社,2008.67 刘宁.单片机多功能时钟的设计M.浙江:浙江海洋学院,2009. 8 汪文，陈林.单片机原理及应用M.湖北:华中科技大学出版社,2007.9 康华光.电子技术基础数字部分M.北京:高等教育出版社,2008.10单片维修计算机与接口技术（第四版） 北京：电子工业出版社11Mitra S K. Digtal Signal Processing. New York: Mcgraw-Hillinc.200112Harold Stone. Microcomputer Interfacing. University of Massachusetts. Amhorst. Addison wesle. 1982.13Linda J.Englman.Interacting on the Internet.Irwin Book Team.U.S.A.1996.致谢第35页附录#include #include intrins.h #define u8 unsigned char#define u16 unsigned int#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar yushe_Moisture=30;uchar Moisture; uchar Mode=0; uchar Mode_1=0; sbit LED_Moisture= P16;void delay_ms(uint q)uint i,j;for(i=0;iq;i+)for(j=0;j0;x-) for(y=10;y0;y-);void write_com(uchar com) LCDRS=0; P0=com; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0;void write_data(uchar date) LCDRS=1;/LCD_WriteData(date); P0=date; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0;void SelectPosition(unsigned char x,unsi