【单片机控制的牧草喷灌控制系统整体方案设计案例1900字】

–PAGE28–单片机控制的牧草喷灌控制系统整体方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u5695单片机控制的牧草喷灌控制系统整体方案设计案例 1201571.1需求分析 126801.2控制器选择 185961.3土壤含水度传感器选择 2203571.4显示方案选择 2136541.5系统整体设计 31.1需求分析本次牧草喷灌控制系统的设计其主要设计功能如下：1.可以实现牧草的土壤含水度的检测。1.系统具有自动和手动两种模式；3.在手动模式下，即可以实现人工手动的进行浇水或者关闭水阀；4.在自动模式下，系统可以根据设定的土壤含水度的上限和下限值，来自动控制水泵进行浇水，并且可以通过按键来完成对上限和下限的修改5.具有液晶显示器，显示相应的信息；1.2控制器选择主控制器要求在较低的成本下有比较好的性能去适合不同的环境有两种方案。方案一：在主控制器的选择上，采用STC89C52单片机来作为系统的主控模块，主要是考虑到系统在工作过程中的功能实现的完整性。STC89C52单片机在实际应用过程中集成化程度高，数据存储时间较长。整体工作过程中，功耗低，接口通用性的设置便于实际操作的便捷化[14]。系统根据MCS-51的指令来完成相应的操作工作。单片机选取CMOS的处理器，便于存储空间进行大规模数据的存储工作。在实际工作过程中，在对存储空间进行读写的过程中，系统设计可以满足控制器的实际控制需求。同时控制器的加密设计能够保证系统设计的安全性，保障用户的数据隐秘性。在处理数据的过程中，整体运算速度较快，能够满足不同条件需求下的实际复杂情况。能够保障系统运行的系统稳定性。STC89C52单片机设计成本较低，能够适用于各种环境。方案二：在主控制器的选择上，选用MSP430型号的处理器，这一类型的处理器在结构上属于采用16位数据进行系统处理的。在处理器工作过程中，系统指令简单，容易上手，用户使用过程中较为便捷。MSP430型号的处理器内部包含多种可操作的方案，可以设置28条操作指令，便于系统进行相应的控制工作。同时寄存器内部设置有存储功能，能够保证系统程序在运行过程中进行正常的运算操作。MSP430型号的处理器在查表算法的过程中，发挥重要的作用，这一优势有助于保证代码设计工作的规范以及完整性。综上所述，考虑到此次系统在设计成本以及数据存储等各方面的需求，选用方案一的STC89C52单片机来做妾系统的主控核心较为合适。1.3土壤含水度传感器选择在土壤含水度传感器方要求测量范围广防水所有两种方案。方案一：分别选择土壤含水率敏感元件来作为检测元件，如YL-69，这是一种随着含水率的改变其自身容值也会改变的材料，经过加工后的YL-69其准确度非常高，可检测的含水度范围也非常高。并在这种器件，具有防水的功能，但是这种方式还需要结合模数转换器，将其检测到的土壤含水率数据转换成数字量给控制器，控制器才能正确识别，因此硬件和软件设计都较为复杂。方案二：利用集成的数字土壤含水度传感器，如DHT11。这种芯片检测范围并不宽，土壤含水度检测精度不高，但是其工作方式简单。控制器只需要通过一根数据线与其管脚连接，就可以直接将温度和含水度数据读出来，比较适合在一些要求低的地方，并且该方案成本也低，可靠性也经过了市场验证，但是这种器件并不防水。由于本次设计中应用的场合为牧场，需要检测土壤的含水度，因此要求能够防水，所以方案一更加贴合本次设计需求。1.4显示方案选择在显示设备上要求价格便宜功耗低有两种方案。方案一：采用数码管来作为显示设备，数码管是一种内部有多个LED灯，由LED灯组成数字的显示器件。通过在结构上将其摆放好，点亮不同的LED灯就可以显示不同的数字，这种显示方式具有成本低，使用范围广的特点。由于其结构简单，因此在一些特殊场合如电磁辐射高的地方都会选择这种方式，并且其可靠性也非常高，功耗也很小，但是其显示的信息比较有限，一位数码管只能显示一个信息，如果需要显示的信息较多就不适合，并且无法显示全系列英文或者中文。方案二：采用液晶LCD1602来作本次设计的显示设备，液晶设备是一直常用的显示器，本次采用的型号主要有三个控制引脚和八个数据位，通过软件按照规定的协议进行程序的编写，就可以完成显示的操作，其可以实现英文，数字等显示信息，且显示的内容丰富，可靠性高。通过分析可以知道，液晶显示的信息更多，效果更好，但是成本高，数码管显示成本低，但是显示效果差，信息量有限。因此，考虑到不需要反应很多数据且价格低廉在此选择方案一。1.5系统整体设计本次设计确定了控制系统的总体框架如图1所示，其中包括了以51单片机为主控中心处理器，外围电路模块主要由含水度传感器，液晶，蜂鸣器，继电器,按键等模块构成。整个系统的STC89C52单片机部分负责协调各个模块；继电器负责对水泵进行开关控制；土壤含水度传感器YL-69，负责检测牧草土壤的含水度；模数转换器ADC0832，负责将含水度