基于单片机的盆花自动浇水控制系统设计

目录摘要……………………………………………………………………………………1关键词…………………………………………………………………………………11前言…………………………………………………………………………………21.1选题的目的和意义………………………………………………………………21.2自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状……………………………………21.3毕业设计采用的研究方法和手段………………………………………………42AT89C51单片机………………………………………………………………………42.1AT89C51单片机的基本组成………………………………………………………42.2AT89C51主要特性…………………………………………………………………52.3管脚说明…………………………………………………………………………62.4AT89C51单片机的存储器…………………………………………………………82.4.1程序存储器……………………………………………………………………82.4.2数据存储器……………………………………………………………………82.5振荡电路和时钟…………………………………………………………………92.6AT89C51的中断系统………………………………………………………………102.6.1中断系统结构和中断控制……………………………………………………102.6.2中断响应过程…………………………………………………………………112.7定时器/计数器…………………………………………………………………122.7.1定时器/计数器0和1的简介…………………………………………………132.7.2定时器/计数器0和1相关的特殊功能寄存器………………………………133温湿度传感器………………………………………………………………………143.1数字温湿度传感器SHT-11………………………………………………………143.2SHT-11的特性……………………………………………………………………153.2.1SHT-11的特点…………………………………………………………………153.2.2SHT的详规格……………………………………………………………………163.3SHT-11的引脚……………………………………………………………………163.4SHT-11的内部命令与接口时序…………………………………………………173.4.1SHT-11的命令顺序及命令时序………………………………………………173.4.2SHT-11的内部命令……………………………………………………183.4.3SHT-11的状态寄存器…………………………………………………………183.5硬件接口…………………………………………………………………………193.6恢复处理…………………………………………………………………………204DS1302时钟芯片……………………………………………………………………204.1DS1302时钟芯片的简介…………………………………………………………204.2引脚………………………………………………………………………………214.3命令字节…………………………………………………………………………215液晶显示器LCD……………………………………………………………………245.1液晶显示器的分类………………………………………………………………245.2ATMPIRE128×64………………………………………………………………255.2.1LCD128×64引脚功能……………………………………………………265.2.2KSO108控制器指令功能……………………………………………………265.2.3应用说明……………………………………………………………………286盆花自动浇水系统的设计………………………………………………………286.1土壤温湿度检测与控制………………………………………………………286.2硬件电路的设计………………………………………………………………296.3系统软件的设计………………………………………………………………337结论………………………………………………………………………………36参考文献………………………………………………………………………………36致谢……………………………………………………………………………………37附录…………………………………………………………………………………38基于单片机的盆花自动浇水控制系统设计摘要：本次设计的盆花自动浇水系统包括土壤温湿度的检测与控制和蓄水箱自动上水及水位报警两大部分。土壤温湿度的检测与控制部分又包括了土壤温湿度的检测和显示、自动浇水系统。土壤温湿度的检测和显示以温湿度传感器SHT-11为感应部件，将检测到的土壤温湿度值送入AT89C51单片机，再由其输出到LCD屏进行显示。自动浇水系统设计为智能和手动两个部分：智能浇水部分是通过单片机程序设定浇水的上下限值与SHT-11送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制电磁阀打开，开始浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水；手动部分是由单片机从时钟芯片DS1302读入月份与每天的实时时刻，通过软件程序设定定时浇水的时间与浇水的量。关键词：AT89C51单片机SHT-11温湿度传感器LCDDS1302时钟芯片C51程序数字电路PottedplantwateringcontrolsystembasedonPLCAbstract：Thedesignoftheautomaticwateringsystemincludessoilpothumiditydetectionanddisplay,automaticwateringandstorageboxautomaticwaterandwaterlevelalarmthreeparts.S-oiltestinganddisplayoftemperatureandhumiditysystemtakesTemperatureandhumiditysen-sorSHT-11asinductivecomponents,itwilldetectthesoiltemperatureandhumidityvalueandinputthevaluetotheAT89C51microcontroller,thenthetemperatureandhumidityvaluewillbeoutputtoLCDscreendisplayed.Automaticwateringsystemdesignforintelligenceandmanualtwoparts.Intelligentwateringpartthroughthemicrocontrollerprogramsettingtheupperandlo-werwaterattained,thencomparingthisupperandlowerwaterattainedwiththevalethatthroug-hingSHT-11inputtingtothemicrocontroller.WhenbelowthelimitSCMoutputsasignaltoo-peningtheElectromagneticvalve,andStartwatering.ifAbovetheupperlimitvalue,theSCMwilloutputanothersignaltoTurnningofftheElectromagneticvalve,andStopwatering.ManualpartreadthetimefromtheclockchipDS1302bymicrocomputer.Throughsoftwareprogramtosettingtheregularwatering'timeandWateringamount.StorageboxWaterlevelcontrolsystemu-sesPurehardwarecontrol.Keywords:AT89C51microcontroller;SHT-11temperatureandhumiditysensor;LCD;clockchipDS1302;C51program;Digitalcircuit1前言1.1选题的目的和意义随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。在家里养盆花可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起；好不容易种植几个月的花草,因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”；不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机；保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。1.2自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。早在很多年前，国外就已经开始普及，国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比较可靠。不过这并不太适用于国内，目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的，价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆，但是由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此国内商家已经看到了这种需求潜力。目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海，浙江一带。现在市面上所出售的自动浇花器主要有以下几类：⑴电子类自动浇花器电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者控制器）、主管（可以是花园管也可以是4/7mm的微喷淋管）、分水接头(3通、4通、5通、6通、分水器）、副管(3/5mm)喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等）。电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制；智能时控电路•微电脑芯片控制；适用电源为AC220V/50HZ；最适宜水压0.3-0.6Mpa；待机功率（4VA，浇水时＜12VA）；可控制连续作业时间是1分钟至168个小时；可每天自动完成十次以上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水，手动自动两用；每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为-10～50℃；相对湿度＜90%RH。⑵玻璃、陶瓷类自动浇花器玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置，它由本身材质的物理结构构成，根据器具的物理渗水原理完成自动浇灌，当自动浇水器内部