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摘要
I
摘 要
本文采用一款基于 AT89C52 单片机的智能微喷灌控制器,与传统的定时喷灌控制
器相比,它具有如下功能:
一、具有多路控制功能,即能同时控制四组电磁阀完成不同定时要求的喷灌控制;
二、具有选择多种喷灌模式功能,即用户可为每路输出选择不同的控制模式;
三、具有无人值守灌溉功能,即用户可以根据作物的生长特点,灵活设置每天的灌
溉程序;
四、具备造价低、性价比高的特点。
本控制器的最大创新点是当系统工作于自动控制模式时,控制器能在每天不同的时
间段自动选择合适的喷灌参数或按用户程序进行喷灌,可实现无人值守灌溉。
本文从硬件设计和软件设计两个方面,详细地阐述了该控制器的开发过程。该控制
器以目前比较流行的 AT89C52 单片机为控制核心,硬件由电源模块、键盘显示器接口
电路、数据采集电路及输出驱动电路等组成;系统软件使用目前最流行的 MCS 一 51 系
列单片机的开发软件 Keil 软件进行开发,软件功能模块包括:主监控程序、系统时钟程
序、按键识别和处理程序、动态显示程序和 A/D 转换程序等。
关键词:节水灌溉 单片机 AT89C52 硬件设计 软件设计
Abstract
In this paper, an intelligent micro-sprinkler irrigation controller based on AT89C52,
compared with the traditional timing of sprinkler irrigation controller, it has the following
functions:
1.A multiple control functions that can control the four solenoid valves to complete the
sprinkler control of the different timing requirements;
2.With a variety of sprinkler mode function, the user can select the different modes of
control for each output;
3.Unattended irrigation functions, the user can crop growth characteristics, flexible set
daily irrigation program;
4.With low cost, and cost-effective features
The biggest innovation of the controller when the system works in automatic control
mode, the controller can select the appropriate sprinkler parameters in the different daily time
periods automatically or by user program sprinkler unattended irrigation.
摘要
II
In this paper, two aspects of the hardware and software design, detailed description of
the development process of the controller. The controller is currently more popular on
AT89C52 to control the core, the composition of the hardware by the power supply module,
keyboard display interface circuit, data acquisition circuit and the output drive circuit; system
software uses the most popular MCS-51 series microcontroller development software Keil
software development, software modules, including: the main monitoring program, the
system clock procedures, keys, identification and handling procedures, dynamic display
program, and A / D conversion procedures.
Keywords:Water-saving irrigation SCM AT89C52 Hardware design Software
Design
目 录
III
目 录
摘 要 .................................................................I
Abstract ..............................................................I
1 绪论.................................................................1
1.1 研究背景...............................................................................................................1
1.2 国内外智能节水灌溉技术发展状况...................................................................1
1.3 本课题的设计目标...............................................................................................2
2 系统总体设计.........................................................3
2.1 系统总体设计.......................................................................................................3
2.2 操作界面设计及系统功能说明...........................................................................4
2.2.1 系统控制面板设计....................................................................................4
2.2.2 主操作界面设计........................................................................................4
2.2.3 主操作界面对其它按键的响应................................................................5
2.2.4 时钟调整界面设计....................................................................................6
2.2.5 时钟调整界面对按键的响应....................................................................7
2.2.6 控制参数设置界面设计............................................................................8
2.2.7 不同控制方式对按键的响应....................................................................9
3. 控制系统硬件电路设计 ..............................................11
3.1 微处理器 AT89C52 简介...................................................................................11
3.1.1 主要功能特性..........................................................................................11
3.1.2 AT89C52 各引脚功能..........................................................................12
3.2 时钟电路及复位电路设计.................................................................................14
3.2.1 时钟电路设计..........................................................................................14
3.2.2 复位电路设计..........................................................................................15
3.3 人机对话接口电路的设计.................................................................................15
3.3.1 LED 显示接口电路的设计.....................................................................15
3.3.2 键盘接口电路的设计..............................................................................17
3.4 数据采集电路设计.............................................................................................18
3.4.1 土壤湿度传感器的选用..........................................................................18
3.4.2 模数转换芯片 TLC549 简介 ..................................................................19
3.4.3TLC549 与系统接口电路设计 ................................................................19
目 录
IV
3.5 数据存储芯片接口电路设计.............................................................................19
3.5.1AT24C16 简介..........................................................................................19
3.5.2 数据存储芯片接口电路设计..................................................................21
3.6 输出驱动电路设计.............................................................................................21
3.7 电源模块设计.....................................................................................................22
3.8 系统硬件电路图.................................................................................................22
4 系统软件设计........................................................22
4.1 系统软件组成.....................................................................................................22
4.2 主监控程序设计.................................................................................................23
4.2.1 系统状态图的设计.................................................................................23
4.2.2“状态转移法”主监控程序设计...........................................................24
4.3 系统时钟程序设计.............................................................................................25
4.4 键盘扫描程序设计.............................................................................................29
4.5LED 动态显示程序设计.....................................................................................30
4.5.1 字型码计算..............................................................................................30
4.5.2 动态扫描显示程序设计..........................................................................31
4.6TLC549 的驱动 ...................................................................................................32
4.9AT24C16 的编程.................................................................................................33
参考文献 .............................................................34
致谢 .................................................................35
xx 科技师范学院 2012 本科毕业设计
1
1 绪论
1.1 研究背景
中国是世界上人均水资源拥有量最低的国家之一,每年有约 250 亿立方米的水因受
污染而不能使用,有 240 亿立方米地下水被超采,造成地下水耗竭;水危机导致的经济
损失已约占中国 GDP 的 2.3%。中国是世界上人均水资源拥有量最低的国家之一,每年
有约 250 亿立方米的水因受污染而不能使用,有 240 亿立方米地下水被超采,造成地下
水耗竭;水危机导致的经济损失已约占中国 GDP 的 2.3%。在中国农业用水量约占总用
水量的 80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为 45%,而水资源利用率
高的国家已达 70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是
非常重要的。智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。
1.2 国内外智能节水灌溉技术发展状况
发达国家发展高效农业的一个重要途径是灌溉管理的自动化,如美国、法国、英国、
日本、以色列等发达国家已采用了先进的灌溉系统。他们采用先进的节水灌溉制度,由
传统的充分灌溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行监测预报,实行动态管理,采用遥
感技术,监测土壤墒情和作物生长,开发和制造了一系列用途广泛,功强大的数字式灌
溉控制器,并得到了广泛的应用。地处干早缺水地带的以色列,它是世界上微灌技术发
展最具有代表性的国家,目前全国农业土地基本上实现了灌溉管理自动化,并且普遍推
行自动控制系统,按时、按量将水、肥直接送入作物根部,水资源利用率和单方水的粮
食产量都相当高。北美、澳大利亚,韩国等国家和地区都已有发展成熟并形成系列的灌
溉控制器产品,微灌方式普遍采用计算机控制,埋在地下的湿度传感器可以传回有关土
壤水分的信息,还有的传感器系统能通过检测植物的茎和果实的直径变化来决定对植物
的灌水间隔。在温室等设施内较多使用小型灌溉管理程序,浇水时间可按日期设定每次
每路灌水起止时间,操作便于小规模经营。计算机化操作运行精密、可靠、节省人力,
对灌溉过程的控制可达到相当的精度,在以色列,已经出现了在家里利用电脑对灌溉过
程进行全部控制无线、有线的农场主
我国农业灌溉有着悠久的历史。但是,直到解放初期大部分农田灌溉还沿袭着旱田
大水漫灌、水田串畦淹灌的灌水方法。由于长期大水漫灌的结果,抬高了地下水位,土
壤发生次生盐碱化,严重影响着作物产量的提高。 解放后为了发展农业,满足国民经
济增长和人民生活水平提高的需要,各省和各大灌区在 50 年代先后建立了灌溉试验站。
试验研究科学的灌溉制度和与之相配套的田间工程规格、标准。50 年代我国一直不断地
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ohmygodvv
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