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本自動澆花系統(tǒng)由六個單元組成,即 單 片 機 控 制 單 元、土壤濕度采集單元、模數(shù)轉換單元、按鍵選擇單元、繼電器驅(qū)動水泵單元和液晶顯示單元。當土壤濕度變化引起濕敏傳感器的阻值發(fā)生變化,系 統(tǒng) 上 電 后,該阻值變化在電路中會轉換為變化的電壓信號,經(jīng)過模數(shù)轉換后送至單片機識別運算控制,并由 LCD 顯 示 器 顯 示 土 壤 濕 度。通過此方式對土壤的濕度信息進行實時監(jiān)測和控制,以達自動澆花之目的。系統(tǒng)框圖
2 硬件電路設計
2.1
STC89C52單片機系統(tǒng)采用低功耗、高性能的 STC89C52型單片 機 為 控 制器,其內(nèi) 部 有8位 中 央 處 理 器(CPU)、4k字 節(jié) Flash閃 速 存儲器、128Byte內(nèi)部 RAM、32個I/0口、2個16位 定 時/計 數(shù)器、一個5向量兩級中斷結構、一個全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩器和時鐘電。其最小應用系統(tǒng)由單片機、晶振電路和復位電路構成。
2.2
YL-69?jié)穸葌鞲衅鳚穸葌鞲衅饔脕頇z測花盆土壤濕度大小,由敏感元件以及轉換電路組成。當土壤濕度變化時,傳感器電阻值發(fā)生變化,經(jīng)轉換電路引起輸出電壓的變化,并將此電壓信號輸送至數(shù)模轉換器以便單片機判別運 算。本 設 計 選 用 YL-69土壤濕度傳感器其濕度檢測范圍0%-100%,仿真電路中用電位器模擬濕度傳感器。
2.3
ADC0832AD轉換器因為濕度傳感器采集的土壤濕度信息為模擬量,經(jīng)轉換電路后輸出電壓信號也為模擬量,因 此 需 選 用 ADC0832模數(shù)轉換 器 將 模 擬 量 轉 換 為 單 片 機 能 夠 識別的數(shù)字量。ADC0832是8位 分 辨 率 A/D 轉 換 器,其最高分辨可達256級,能夠適應多數(shù)的模擬量轉換要求。其CS由 單 片 機P1.2控制,由 CH0通道接收來的模擬信號經(jīng)轉換后有 DO口送至單片機 P1.1口。
2.4
LCD1602液晶顯示器為了實時顯 示 土 壤 濕 度,提示使用者該系統(tǒng)的工作模式,因此選用 LCD1602液晶顯示器用來顯示濕度大小和工作模式。運行過程 中 第 一 行 Humidity顯 示 當 前 濕 度;第 二行state顯示工作模式,Maul為手動模式,Aoto為自動模式;自動模式下調(diào)節(jié)濕度參數(shù)時上下兩行分別顯示濕度上下限值。液晶顯示器 的8位 數(shù) 據(jù) 端 D1-D7由 單 片 機 的 P0口 控制,RS、R/W、E端分別由單片機 P2.5-P2.6控制。
2.5
繼電器水泵單元該模塊由 PNP型三極管和繼電器及水泵組成,單 片 機P2.0口控制三極管基極。當系統(tǒng)選擇手動澆花模式或自動模式下濕度低于下限濕度時,P2.0輸出為0,則 PNP型三極管導通,繼 電 器 得 電,常 開 觸 點 吸 合,電動機回路接通,執(zhí) 行澆花工作。當自動模式下濕度高于上限濕度時,P2.0輸 出為1,則 PNP型三極管 導 通,繼 電 器 失 電,常 開 觸 點 復 位,電動機回路斷開,結束澆花工作。
系統(tǒng)軟件設計
當系統(tǒng)上電后進行初始化,同時獲取設定濕度并采集當前濕度值。經(jīng)過 A/D 轉 換 后,送 到 LCD 顯 示 器 顯 示 信 息;系統(tǒng)判斷當前土壤濕度和預設濕度大小關系,如果小于預設值,繼電器就會驅(qū)動水泵進行抽水灌溉;如果高于預設值,繼電器和水泵不工作。濕度傳感器實時監(jiān)測土壤濕度,當澆花過程中土壤濕度大于設定值,則澆花過程結束。系 統(tǒng) 流 程圖
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