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基于单片机的智能微喷灌控制系统的设计.doc

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基于单片机的智能微喷灌控制系统的设计.doc

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中北大学 2013 届毕业设计说明书

第 I 页共 II 页

基于单片机的智能微喷灌控制系统的设计

摘要

随着科学技术的日益发展，特别是智能技术的发展，智能化的微灌溉技术应用

范围越来越广泛。智能化的微灌系统可以实现大面积的作物田间灌溉，在很大的程

度上节约人力、物力，实现作物生长大面积的管理，实时掌握作物的生长环境。开

发简单、快速、实用的微灌智能设计具有重要的意义。

此次设计的是通过选择 SHT11 温湿度传感器对土壤的温度以及湿度等重要物

理量进行采集，将采集到的信号交给 51 单片机系统进行处理，通过用 c 语言的编

程实现在需要时驱动相关外部设备，对目标区域进行自动精确地智能灌溉。

关键词：51 单片机温湿度传感器 C 语言

中北大学 2013 届毕业设计说明书

第 I 页共 II 页

Design of intelligent micro spray irrigation control system

based on 51MCU

Abstract

With the increasing development of science and technology,especially the

development of Intelligent Technology,the application range of intelligent

micro-irrigation technology more widely.The intelligent micro-irrigation systems can

achieve a large area of crop field irrigation,and save to a large extent on the

manpower,resources,management of the crop area,real-time control environment for the

growth of crops.Development of simple,rapid,practical micro-irrigation intelligent

design is of great significance.

The design is by SHT11 temperature and humidity sensors on the soil temperature

and humidity,and other important physical collection,the collected signal to the 51

single-chip system for processing,related to an external device driver when needed by

using c language programming achieve automatic precision smart irrigation,the target

area.

Key words: 51MCU temperature and humidity sensors C language

中北大学 2013 届毕业设计说明书

第 I 页共 II 页

1 引言.................................................................1

2 概论..................................................................2

2.1 国内外现状及发展趋势 ................................................2

2.2 设计的背景及意义 ....................................................3

2.3 本设计所做的工作和内容 ..............................................4

3 系统总体设计与分析....................................................4

3.1 总体方案............................................................4

3.2 系统方案论证........................................................4

4 系统硬件设计..........................................................5

4.1 单片机系统硬件设计..................................................6

4.2 LCD 显示硬件设计 ....................................................7

4.2.1 1602 液晶接口信号说明 .............................................7

4.2.2 RAM 地址映射图 ...................................................10

4.2.3 状态字说明.......................................................10

4.2.4 数据指针设置.....................................................11

4.2.5 其它设置.........................................................11

4.2.6 初始化设置.......................................................11

4.3 时钟模块硬件设计...................................................12

4.3.1 DS1302 功能特性 ..................................................12

4.3.2 DS1302 的引脚 ....................................................13

4.3.3 DS1302 的命令控制字 ..............................................13

4.3.4 DS1302 的数据传送 ................................................14

中北大学 2013 届毕业设计说明书

第 II 页共 II 页

4.3.5 DS1302 的寄存器 ..................................................14

4.3.6 时钟模块电路图...................................................15

4.4 键盘控制模块硬件设计...............................................16

4.5 继电器（指示灯接口）模块硬件设计 ...................................17

4.6 温湿度采集转换模块硬件设计.........................................19

4.6.1 SHT11 介绍 .......................................................19

4.6.2 工作原理.........................................................20

4.6.3 输出特性.........................................................21

4.6.4 寄存器配置.......................................................23

4.6.5 接口电路.........................................................24

4.6.6 SHT11 工作时序 ...................................................25

5 系统软件设计.........................................................28

5.1 系统整体框架介绍 ...................................................28

5.2 LCD 显示模块软件设计 ...............................................32

5.3 键盘控制模块软件设计...............................................35

5.4 DS1302 时钟模块软件设计 ............................................42

5.5 温湿度采集转换模块软件设计.........................................45

6 电路仿真.............................................................53

7 结论.................................................................62

参考文献...............................................................63

致谢...................................................................65

第 1 页共 65 页

1 引言

在全球淡水水资源越来越缺乏和农业现代化的当今世界，农业高度集约化种植

模式（耕作、种植、灌溉、施肥、收获等）和“工厂化”特征日趋显著。在精确化

农业的生产过程中，如今发达国家发展现代农业的主要的手段是运用高科学技术和

高新技术的装备。在灌溉的技术上对农作物的生长过程智能化的控制要求正在提高。

大多数发达国家农业的灌溉系统几乎全部采用计算机的控制方式，基本上实现了系

统智能化。微灌技术和设备在我国还处于研究和待开发阶段，系统的成套性还较差，

主要部件品种少，质量不稳定。因此，加速开发成套、适用、可靠、先进的灌溉系

统是我国今后节水灌溉设备发展的主要方向。自动控制灌溉系统，基本上还是手动

阀门来操作。自动控制器等方面还有待于进一步开发和应用

【1】

。微机和单片机等

自动控制检测系统装置，已经在某些微灌工程中应用和实验，初步显示出微灌采用

自动化的管理系统优越性和先进性。

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