自动浇花系统

1本科生毕业论文(设计)打印专用纸编号（学号）：本科学生毕业设计题目：自动浇花系统设计学院名称：_________________________专业名称：年级：学生姓名：学号：指导教师：______职称/学历：______教务处制2本科生毕业论文(设计)打印专用纸摘要..............................................................4Abstract...........................................................51绪论...........................................................61.1课题背景及研究意义.........................................61.2课题的设计目的.............................................61.3课题的主要工作.............................................61.4本文研究内容...............................................72系统概述........................................................82.1整体方案设计思想...........................................82.2系统组成...................................................82.2.1主控芯片的选择...........................................82.2.2传感器模块选择...........................................92.2.3电机驱动模块.............................................92.2.4显示部分.................................................93系统硬件设计..................................................113.1STC89C52RC单片机.......................................113.1.1STC89C52RC单片机管脚图...............................123.2AD转换模块..............................................133.2.1TLC2543CN引脚图......................................133.2.2AD转换器与单片机STC89C52RC单片机的接口电路..........153.3显示模块..................................................153.3.1XD-3641AS引脚.........................................153.4湿度检测模块设计..........................................163.4.1FC-28湿度传感器工作原理................................163.4.2FC-28湿度传感器与AD转换器的接口电路..................173.5硬件整体设计..............................................174系统软件设计...................................................184.1系统软件设计思路..........................................184.2系统软件设计整体框图......................................193本科生毕业论文(设计)打印专用纸参考文献.........................................................21附录.............................................................22致谢............................................................294本科生毕业论文(设计)打印专用纸自动浇花系统设计**物理与电子信息学院电子信息工程专业2010级10班指导教师：**摘要:此次设计采用STC89C52RC单片机外接湿度传感器、显示模块、电机驱动模块、按键模块，组成自动浇花系统。在控制器的控制下，探测器检测土壤温湿度，将检测值传送回来，经控制器判断该值是否在正常温湿度范围内，若低于温湿度的最小值，发出浇水指令，让水泵自动出水；若高于最大值，发出终止浇水指令，让水泵停止浇水。关键词：STC89C52RC；湿度传感器；自动浇花5本科生毕业论文(设计)打印专用纸DesignofAutomaticwateringsystem**SchoolofPhysicsandElectronicInformation,ElectronicandInformationEngineering,Class10Grade2010.Inistructor:**Abstract:ThisdesignusesSTC89C52RCmicrocontrollerandexternalhumiditysensor,displaymodule,motordrivermodule,keymodule,automaticwateringsystem.Underthecontrolofthecontroller,thesoiltemperatureandhumiditydetectiondetector,thedetectedvaluesentback,thecontrollerjudgeswhetherthevalueundernormaltemperatureandhumidityrange,iflessthantheminimumtemperatureandhumidity,awateringinstruction,lettheautomaticwaterpump;ifhigherthanthemaximumvalue,issuedastopwateringinstruction,makethepumpstopwatering.Keywords：STC89C52RC；Humiditysensor；Automaticwatering6本科生毕业论文(设计)打印专用纸1绪论1.1课题背景及研究意义随着城镇化、城市化的大力发展，人们的生活质量不断的提高，越来越多的家庭开始在自己的庭院、阳台等种植花卉等小型植物，花卉种植的普及当然也带来了一些小小的难题，浇水“难”其中常见且重要的一个问题。为了应对这个难题，自动浇水系统应运而生。随着科技的不断发展，他们无一例外都是能够起到方便我们日常生活的作用。自动浇花系统可以理解为各种设备的一种，它能够通过编程手段完成特定任务，实现浇花自动化，方便我们的日常生活。同时自动浇花系统的制作成本十分低廉，电路结构简单，程序调试也很方便，具有很好的移植性和趣味性，因此受到了广大同学的喜爱。同时全国大学生电子设计竞赛每年都设有自动浇花系统类的题目，也可看出国家对生活自动化的重视。本题目设计的是具有自动自动浇花功能的系统，其设计和日常生活中花卉种植的需求想结合。设计采用湿度传感器检测，单片机控制。自动浇花系统系统的设计采用了C语言编程的模式，简单易懂，设计电路结构简单，调试方便，有很大的扩展空间。1.2课题的设计目的1.通过此次设计，加深对大学本科所学专业知识的理解，获得初步的应用经验，为走出校门从事专业相关工作打下基础。2.通过对课题方案的筛选、分析，以及后期的制作、调试过程，加强对专业问题的解决能力。3.通过了此次课题设计，培养了我们对课题研究的兴趣，加深了我们科研的学习精神。1.3课题的主要工作通过湿度传感器得出测量值，通过AD转换器转换成数字信号，经单片机处理，进而控制继电器开关，控制水泵的出水。7本科生毕业论文(设计)打印专用纸课题要求如下：1.湿度传感器输出电压连续且范围变化合理2.AD转换器线性度好，精度高3.当湿度大于设定值时继电器打开，否则关闭4.通过两个按键调节阀值大小1.4本文研究内容本设计要求采用单片机为控制核心,利用湿度传感器实现对土壤湿度的检测，并将检测值通过AD转换传给单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的数据判断实现对继电器的控制，并将检测湿度通过LED显示屏显示出来。本设计就采用了STC89C52RC单片机为控制核心，TCL2543N为模数转换器，XD-3461AS为显示器，FC-28为湿度检测器，采用继电器SRD-12VDC-SL-C为电机驱动芯片，外接两个按键调节阀值大小。8本科生毕业论文(设计)打印专用纸2系统概述2.1整体方案设计思想根据题目所提要求，确定如下方案：自己购买材料制作出，使用SRD-12VDC-SL-C模块，连接单片机使之对土壤的湿度进行控制，并以此为基础，在最小系统板上加装湿度传感器FC-28。然后，湿度检测模块把测距数据返回给单片机，单片机发送相应的指令实现对水泵开关的控制，从而达到自动检测湿度以及自动浇水的功能。2.2系统组成主显示部分传感器模块控芯按键部分电源部分片电机驱动模块水泵图2.1系统组成2.2.1主控芯片的选择现在市场上的控制芯片种类繁多，大多数都能够很好地满足题目中的要求，比如MCS-51系列单片机STC89C52RC，AVR单片机，还有ARM，凌阳等等[1]，当然他们都有各自的优缺点，而本次设计过程中，我们选择了STC89C52RC。相对于其他种类的控制芯片，STC89C52的一系列更加适合我们这次的题目，比如：STC89C52RC单片机完全能够很好的完成本设计的所有功能；STC89C52RC的外围电路十分简单，控制方便；在我们的课程中关于STC89C52RC的介绍很多；最重要的一点STC89C52RC价格相对其他控制芯片而言要便宜很多，能够很好控制设计成本。9本科生毕业论文(设计)打印专用纸综合以上几点我在最终设计的时候选择了MCS-51系列单片机STC89C52RC来完成本设计。2.2.2传感器模块选择随着科学技术的不断发展，传感器领域也相应得到了很大的发展。它在各个领域都有着非常广泛的运用。在本次设计的传感器的选择上，我们考虑了湿度传感器和温湿传感器这两种。温湿传感器体积小，性能稳定，精度高，可以检测土壤的温度和湿度，但价格昂贵；湿度传感器，精度和长期稳定，对湿度敏感，可用于土壤湿度检测，且价格低。经过和老师同学的探讨，考虑到对传感器的选择上关键在于是否适合单片机处理。最后我们选择了相对实用的湿度传感器。2.2.3电机驱动模块继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器[2]。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用继电器，充当水泵开关，控制水泵出水。正是因为其功能，符合我们此次的设计，我们选择其作为自动浇花系统的电机驱动模块。2.2.4显示部分数码管是一种半导体发光器件，又称LED数码管[3]，其基本单元是发光二极管。其是由多个发光二极