单片机课程设计-基于单片机的自动滴灌控制系统的设计

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1、课程名称：单片机课程设计设计项目：基于单片机自动滴灌控制系统设计专业班级：姓名（学号）：实验时间：批阅时间：指导教师：成绩：15目录第一章绪论31.1本设计任务和主要内容3第二章硬件电路设计32.1单片机控制系统原理32.2单片机主机系统电路42.2.1时钟电路42.2.2复位电路52.3数据采集处理电路52.4LED显示系统电路62.5超限报警电路7第三章系统的软件设计8第四章总结1415基于单片机的自动滴灌控制系统的设计第一章绪论1.1本设计任务和主要内容本论文主要研究基于单片机的自动滴灌控制系统，分别对土壤湿度与

2、灌水量之间的关系、滴灌控制技术及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。主要内容如下:1.根据滴灌技术的特点，进行节水灌溉控制系统的整体研究与设计。2.土壤湿度变化使用DHT11型温湿度传感器采集，再对湿度传感器的输出信号进行分析。3.数码管显示土壤湿度值。4.使用步进电机控制阀门的开启或关闭。5.当土壤湿度值低于设定的最低值时，系统可自动报警。第二章硬件电路设计2.1单片机控制系统原理本系统的设计方案是基于微控、无线数据接收和传感器测量技术，采用湿度传感器采集土壤的湿度信息，根据采集的相应数据及农作物生长所需水分的需求

3、量的设置，及时、精确、高效地控制滴灌的水量。系统根据传感器反馈的数据的大小控制滴灌的水量，使农作物及时的获得所需的水分，控制过程中当滴灌到作物所需的水量时，系统会及时的关闭水源的流入，这样则避免水资源的浪费，有效的实现节水灌溉的设计要求。15种植作物的土壤土壤湿度传感90C51单片机数码管显示湿度LED报警步进电机驱动阀门开启或关闭图1单片机控制系统原理框图2.2单片机主机系统电路STC90C51单片机是STC推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/

4、机器周期可以任意选择。片上集成1280字节或512字节或256字节RAM，共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用，外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART，内部集成MAX810专用复位电路，当时钟频率在6MHz时，该复位电路是可靠的；当时钟频率在12MHz时，勉强可用。在要求不高的情况下，可在复位脚外接电阻电容复位。图2单片机主机系统图152.2.1时钟电路单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两

5、种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTALl和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，如图2所示在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。图3中外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30P左右，晶

6、振频率选6MHz。2.2.2复位电路为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH，堆栈指针SP置为07H,SBUF内置为不定值，其余的寄存器全部清0，内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时RAM的内

7、容是不定的。复位操作有两种情况，即上电复位和手动(开关)复位。本系统采用上电复位方式。图2中R9和Cl组成上电复位电路，其值R取为1KQ,C取为1pF.2.3数据采集电路（数字温湿度传感器DHT11）DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT1

8、1传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用