模拟灌溉系统

模拟灌溉系统本页仅作为文档页封面，使用时可以删除Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March微机与单片机原理及应用

课程设计报告题目：模拟智能灌溉系统学号:110603136姓名:黄鑫年级：11级自动化指导教师:丛玉华开课学期教室上交时间成绩大三上实B3032013-12-21-、硬件部分1、涉及芯片:（1）、STC90C519RD+基本功能8位CPU-4kbytes程序存储器（ROM）（52为8K）128bytes的数据存储器（RAM）（52有256bytes的RAM）32条I/O口线-111条指令，大部分为单字节指令21个专用寄存器2个可编程定时/计数器・5个中断源，2个优先级（52有6个）一个全双工串行通信口外部数据存储器寻址空间为64kB外部程序存储器寻址空间为64kB逻辑操作位寻址功能・双列直插40PinDIP封装单一+5V电源供电CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出T/C:两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一个全双HUART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。引脚图P1.0匚1V如□VccP1.1C239□P0.0PL2c338□P0,1F1.3c4町nTO,2F1.4匚538ziFO一3匚fi临ZIKO.1P1.6匚7—34□P0.5PL7e8g33□P0,6RSifvpl）匚96界qPD.7洋.O/RXJ）匚10迂31=iI■:A/VppP3.1/TX1）匚11—30nM.E/P[fOCrs.a/nTO匚12o跆□P5EN嘴3/INTI匚13g卵□P2.74/TOt[427□PLs曩n/T]C15□P3.6/■亟匚1625□P2.4P3.7/RD匚1724nP2.3XTAI-2仁M对□5匚22□E2.1&c2021=iP2.0引脚功能P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时，当做数据总线2、外部扩展存储器时，当作地址总线3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。、P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用2、做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻；P3口有两个功能：除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻)，还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，PSEN外部程序存储器读选通信号ALE地址锁存控制信号EA访问和序存储器控制信号XTAL1和XTAL2外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时，此二引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。VCC：电源+5V输入VSS：GND接地RST复位信号、74HC138基本功能HC138按照三位二进制输入码和赋能输入条件，从8个输出端中译出一个低电平输出。真值表引脚图

EsE2ElA*Ai&YOy1Y2Y3Y4EsE2ElA*Ai&YOy1Y2Y3Y4Y5Y6Y7XElXXXXEEIEHHHHEEHXXHXXXFFHHHHrrBIXXXXXrrHHHHrrBHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLH.HLHHHH.HHLLLHHH.HHLHHH.HIILLHLLE[I[HHLHE[IIHLr.HLHFFHHHHLrrHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL74HC138集成译码器功能表.A0*ETE7E3(¥7)¥7顷4DtJEEEEEEldcg网网(¥3){Y4(V5(V6

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SS23232313235]“H一高电平L一低电平X一任意电平E3.E2.E?为输入使能端Aw，Ai，Aq为二进制数据输入端可"寸为8个输出信号字母上面的J号说明该输入或输出是低电平有效、DS1302基本功能74HC138可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。引脚图VcC218X127・X236GND—45—VcciSCLKI/ORST引脚功能DS1302的引脚排列，其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给VcC218X127・X236GND—45—VcciSCLKI/ORSTX1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电

平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端（双向）。SCLK为时钟输入端。数据格式的控剖宇节的控剖宇节控制字节的最高有效位（位7）必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位（位0）如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。（4）、PCF8591基本功能PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转引脚图引脚功AIN0〜地址dElIX匕pcraseiE叵A1NDA1NLA1N2A1N3A1A£Vga画AOUT模转引脚图引脚功AIN0〜地址dElIX匕pcraseiE叵A1NDA1NLA1N2A1N3A1A£Vga画AOUT回’『R3F画EXT回OSC亟5CLTSDA换。VDD、VSS:电源端。（2.5〜6V）能AIN3:模拟信号输入端。A0〜A2:引脚端。SDA、SCL：I2C总线的数据线、时钟线。OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时EXT接地。AGND:模拟信号地。AOUT：D/A转换输出端。VREF:基准电源端。数据格式在传输数据的时候，SDA线必须在时钟的高电平周期保持稳定，SDA的高或低电平状态只有在SCL线的时钟信号是低电平时才能改变。SDASCL教据线稳定'允音教数据正常|据改变SCL线是高电平时，SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件;SCLSDASCL教据线稳定'允音教数据正常|据改变、24C02基本功能串行E2PROM是基于I2C-BUS的存储器件，遵循二线制协议，其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点。引脚图引脚功能A0，A1，A2：器件地址选择SDA：串行数据、地址SCL：串行时钟WP：写保护Vcc：1.8V-6.0V工作电压Vss:地数据格式同上（PCF8591）2、系统电路图:二、软件部分2、程序#include<reg51.h>#include〃i2c.h〃#include"ds1302.h"#include<intrins.h>#defineGPIO_DIGP0//--定义使用的IO--////--定义PCF8591的读写地址--//#defineWRITEADDR0x90//写地址#defineREADADDR0x91//读地址//74LS138定义sbitLSA=P2"2;sbitLSB=P2”3;sbitLSC=P2"4;〃独立按键sbitS4=P「0;sbitS5=P「1;sbitS6=P「2;sbitS7=P「3;sbitLED_RED=P1"4;//红灯，手动模式sbitLED_GREEN=P1”5;〃绿灯，自动模式sbitfengmingqi=P1"6;sbitRELAY=P1”7;bitflag_mode=0;bitissetting=0;ucharnum=50;//—定义全局变量--//unsignedcharcodeDIG_CODE[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F的显示码unsignedcharDisplayData[8];//用来存放要显示的8位数的值unsignedchartable[8];//用来存放自动模式下设置界面//--声明全局变量--//voidDigDisplay();voidDelay10ms(ucharc);bitISendByte(unsignedcharsla,unsignedcharc);unsignedcharIRcvByte(unsignedcharsla);voidAt24c02Write(unsignedchar,unsignedchar);unsignedcharAt24c02Read(unsignedchar);voidTimer0Configuration();voidKey_down();/*****PCF8591**********/voidPcf8591SendByte(unsignedcharchannel);unsignedcharPcf8591ReadByte();/********************************************************************************函数名：main*函数功能：主函数*输入：无*输出：无*******************************************************************************/voidmain()(unsignedintadNum;floatvalue;LED_RED=0;LED_GREEN=0;num=At24c02Read(2);Ds1302Init();while(1)(Pcf8591SendByte(0);//发送电位器转换命令adNum=Pcf8591ReadByte();//将转换结果读走value=adNum/2.55;if(adNum>99)adNum=99;if(adNum>num)(RELAY=1;fengmingqi=1;}else(RELAY=0;fengmingqi=0;}Ds1302ReadTime();Key_down();DisplayData[0]=DIG_CODE[TIME[2]/16];〃时DisplayData[1]=DIG_CODE[TIME[2]&0x0f];DisplayData[2]=0x40;DisplayData[3]=DIG_CODE[TIME[1]/16];〃分DisplayData[4]=DIG_CODE[TIME[1]&0x0f];DisplayData[5]=0x00;DisplayData[6]=DIG_CODE[adNum/10];DisplayData[7]=DIG_CODE[adNum%10];table[0]=0x40;table[1]=0x40;table[2]=0x40;table[3]=0x40;table[4]=0x40;table[5]=0x40;table[6]=DIG_CODE[num/10];table[7]=DIG_CODE[num%10];DigDisplay();}}/********************************************************************************按键*******************************************************************************/voidKey_down()(ucharn=0;if(S7==0)(Delay10ms(1);if(S7==0)(if(flag_mode==0)flag_mode=1;elseflag_mode=0;}while((n<50)&&(S7==0))(Delay10ms(1);n++;}n=0;}if(flag_mode)//手动模式(LED_RED=1;LED_GREEN=0;if(S6==0)(Delay10ms(1);if(S6==0)(fengmingqi—fengmingqi;}while((n<50)&&(S6==0))(Delay10ms(1);n++;}n=0;}if(S5==0)(Delay10ms(1);if(S5==0)(RELAY=0;//打开灌溉系统}while((n<50)&&(S5==0))(Delay10ms(1);n++;}n=0;}if(S4==0)(Delay10ms(1);if(S4==0)(RELAY=1;//关闭灌溉系统}while((n<50)&&(S4==0))(Delay10ms(1);n++;}n=0;}if(adNum>num)(RELAY=1;fengmingqi=1;}}else//自动模式(LED_RED=0;LED_GREEN=1;if(S6==0)Delay10ms(1);if(S6==0)issetting=~issettingwhile((n<50)&&(S6==0))Delay10ms(1);n++;n=0;if(issetting)if(S5==0)Delay10ms(1);if(S5==0)if(num<99)

num++;while((n<50)&&(S5==0))Delay10ms(1);n++;n=0;if(S4==0)Delay10ms(1);if(S4==0)if(num>0)num--;while((n<50)&&(S4==0))Delay10ms(1);n++;}}else(At24c02Write(2,num);}if(adNum>num)(RELAY=1;fengmingqi=1;}else(RELAY=0;fengmingqi=0;}}}/********************************************************************************函数名：DigDisplay*函数功能：使用数码管显示*输入：无*输出：无*******************************************************************************/voidDigDisplay()(unsignedchari;unsignedintj;for(i=0;i<8;i++)(switch(i)//位选，选择点亮的数码管，(case(0):LSA=0;LSB=0;LSC=0;break;//显示第0位case(1):LSA=1;LSB=0;LSC=0;break;//显示第1位case(2):LSA=0;LSB=1;LSC=0;break;//显示第2位case(3):LSA=1;LSB=1;LSC=0;break;//显示第3位case(4):LSA=0;LSB=0;LSC=1;break;//显示第4位case(5):LSA=1;LSB=0;LSC=1;break;//显示第5位case(6):LSA=0;LSB=1;LSC=1;break;//显示第6位case(7):LSA=1;LSB=1;LSC=1;break;//显示第7位}if(issetting)(GPIO_DIG=table[i];〃发送段码}else(GPIO_DIG=DisplayData[i];//发送段码}j=50;//扫描间隔时间设定while(j--);GPIO_DIG=0x00;//消隐}}/*******************************************************************************函数名:voidAt24c02Write(unsignedcharaddr,unsignedchardat)*函数功能：往24c02的一个地址写入一个数据*输入：无*输出：无*******************************************************************************/voidAt24c02Write(unsignedcharaddr,unsignedchardat)(I2C_Start();I2C_SendByte(0xa0,1);//发送写器件地址I2C_SendByte(addr,1);//发送要写入内存地址I2C_SendByte(dat,0);〃发送数据I2C_Stop();}/*******************************************************************************函数名:unsignedcharAt24c02Read(unsignedcharaddr)*函数功能：读取24c02的一个地址的一个数据*输入：无*输出：无*******************************************************************************/unsignedcharAt24c02Read(unsignedcharaddr)(unsignedcharnum;I2C_Start();I2C_SendByte(0xa0,1);//发送写器件地址I2C_SendByte(addr,1);//发送要读取的地址I2C_Start();I2C_SendByte(0xa1,1);//发送读器件地址num=I2C_ReadByte();〃读取数据I2C_Stop();returnnum;}/*******************************************************************************函数名：Pcf8591SendByte*函数功能：写入一个控制命令*输入：channel(转换通道)*输出：无*******************************************************************************/voidPcf8591SendByte(unsignedcharchannel)(I2C_Start();I2C_SendByte(WRITEADDR,1);//发送写器件地址I2C_SendByte(0x40|channel,0);//发送控制寄存器I2C_Stop();}/*******************************************************************************函数名：Pcf8591ReadByte*函数功能：读取一个转换值*输入：无*输出：dat*******************************************************************************/unsignedcharPcf8591ReadByte()(unsignedchardat;I2C_Start();I2C_SendByte(READADDR,1);//发送读器件地址dat=I2C_ReadByte();//读取数据I2C_Stop();//结束总线returndat;}voidDelay10ms(ucharc)(uchara,b;for(;c>0;c--)(for(b=38;b>0;b--)(for(a=130;a>0;a--);}}}三、系统说明手册功能简述：要求“模拟智能灌溉系统”能够实现土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。通过电位器Rb2输出电压信号，模拟湿度传感器输出信号，再通过AD采集完成湿度测量功能；通过DS1302芯片提供时间信息；通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，通过LED完成系统工作状态指示功能。系统硬件电路主要由单片机控制电路、显示单元、ADC采集单元、RTC单元、EEPROM存储单元、继