基于單片機(jī)的流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(完整資料)

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摘要基于單片機(jī)的流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）本設(shè)計(jì)著重在于分析計(jì)算器軟件和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對(duì)計(jì)算器設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。本系統(tǒng)就是充分利用了G2452芯片的I/O引腳。系統(tǒng)以采用MSP430系列單片機(jī)G2452為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)花樣LED流水燈系統(tǒng)，通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)8個(gè)LED燈不同花樣式的閃爍。關(guān)鍵詞：流水燈；單片機(jī)；按鍵；閃爍目錄TOC\o”1—3"\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc27396"1項(xiàng)目要求3HYPERLINK\l”_Toc11151"2項(xiàng)目分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)33硬件設(shè)計(jì)3HYPERLINK\l”_Toc27877"3。1單片機(jī)選型模塊3HYPERLINK\l”_Toc29275"3。2LED流水燈模塊3HYPERLINK\l”_Toc7470"3。3功能模式選擇模塊34軟件設(shè)計(jì)3_Toc28969”4。2子程序35系統(tǒng)調(diào)試3HYPERLINK\l”_Toc1953”5。1硬件調(diào)試35。3聯(lián)合調(diào)試36外延37項(xiàng)目演練3HYPERLINK\l”_Toc5515”8項(xiàng)目總結(jié)3HYPERLINK\l”_Toc6952"附錄1電路設(shè)計(jì)原理圖（參考）3附錄2PCB設(shè)計(jì)原理圖(參考）3HYPERLINK\l”_Toc15474"附錄3關(guān)鍵程序(參考）3基于單片機(jī)的流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1項(xiàng)目要求本項(xiàng)目花樣流水燈采用MSP430單片機(jī)為控制器件,用于各方面的裝飾，此花樣流水燈有8個(gè)LED燈，六種花樣燈光效果.（1）初始化后，執(zhí)行8個(gè)LED燈從右至左逐次點(diǎn)亮，每隔0.2s亮一個(gè)LED燈,直到8個(gè)LED燈全亮，再?gòu)淖笾劣乙来蜗缰钡饺珳?，以此循環(huán)；（2)當(dāng)按下按鍵后，執(zhí)行8個(gè)LED燈從右至左每隔0.2s逐一亮滅，直到點(diǎn)亮最左邊一個(gè)燈后再?gòu)淖笾劣颐扛?.2s逐一亮滅，以此循環(huán)；2項(xiàng)目分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)分為硬件和軟件模塊。硬件上我們打算在單片機(jī)的不同的i/o中裝上一個(gè)流水燈來(lái)進(jìn)行對(duì)流水燈進(jìn)行控制.在程序方面,首先對(duì)msp430的i/o口進(jìn)行的定義和設(shè)置，然后在去定義了一個(gè)delay進(jìn)行延時(shí)功能，在用一個(gè)switch循環(huán)來(lái)使得流水燈不斷的循環(huán)亮滅?；恿魉疅舨捎肕SP430單片機(jī)為控制器件,用于各方面的裝飾，此花樣流水燈有8個(gè)LED燈,兩種花樣燈光效果。3硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用MSP430單片機(jī)為控制核心進(jìn)行設(shè)計(jì),該流水燈系統(tǒng)共可分為兩個(gè)模塊:單片機(jī)選型模塊和LED流水燈模塊.圖1系統(tǒng)框圖3。1單片機(jī)選型模塊MSP430單片機(jī)是16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，只有簡(jiǎn)潔的27條內(nèi)核指令,大量的指令則是模擬指令；眾多的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算。這些內(nèi)核指令均為單周期指令,功能強(qiáng)，運(yùn)行的速度快.圖2單片機(jī)選型模塊3。2LED流水燈模塊要實(shí)現(xiàn)流水燈功能,我們只要將發(fā)光二極管LED1～LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們?cè)诳刂贫O管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了。且每一個(gè)LED燈于一個(gè)電阻串聯(lián)。電阻的作用就是對(duì)通過(guò)LED燈的電流進(jìn)行一定的限制起到去LED燈進(jìn)行的保護(hù)作用。使得其在高電壓的時(shí)候使得LED在電阻的保護(hù)下不會(huì)燒壞。此圖為共陰極接法，因此當(dāng)LED_RED給高電平“1”時(shí)LED_RED亮；當(dāng)LED_RED給低電平“0”時(shí)，LED_RED滅.圖3LED流水燈模塊圖如圖3可知此原理圖的LED燈為共陰極的接法，因此我們只要給它一個(gè)高電平就能點(diǎn)亮此LED燈。3。3功能模式選擇模塊此設(shè)計(jì)有6種功能模式可以選擇：（1）初始化后,執(zhí)行8個(gè)LED燈從右至左逐次點(diǎn)亮，每隔0。2s亮一個(gè)LED燈,直到8個(gè)LED燈全亮，再?gòu)淖笾劣乙来蜗缰钡饺珳?，以此循環(huán)；（2）當(dāng)按下按鍵后，執(zhí)行8個(gè)LED燈從右至左每隔0。2s逐一亮滅,直到點(diǎn)亮最左邊一個(gè)燈后再?gòu)淖笾劣颐扛?.2s逐一亮滅，以此循環(huán)；功能（1）:○○○○○○○●○○○○○○●●○○○○○●●●○○○○●●●●○○○○○○●●○○○●●●●●○○○○○●●●○○●●●●●●○○○○●●●●○●●●●●●●○○○●●●●●○○●●●●●●○●●●●●●●●●●●●●●●功能(2）:○○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○○○○●○○○○●○○○○○○○○○●○○○○●○○○○○○○○○●○○○○●○○○○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○●○○○○○○○圖4流水燈的功能示意圖4軟件設(shè)計(jì)4。1主程序本系統(tǒng)整體工作主要由單片機(jī)程序控制實(shí)現(xiàn)，其工作過(guò)程為：對(duì)端口進(jìn)行初始化，在主程序中用不同的端口定義分別來(lái)點(diǎn)亮流水燈.再用switch語(yǔ)句來(lái)對(duì)不同的LED燈進(jìn)行不同類型的流水燈效果。在用延時(shí)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)LED的亮滅。程序整體框架如下圖5所示。圖5程序流程圖4。2子程序一個(gè)完整的程序是由一個(gè)主程序和若干個(gè)子程序組成。在一個(gè)加工程序中，如果其中有些加工內(nèi)容完全相同或相似，為了簡(jiǎn)化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出，并按一定的格式編寫(xiě)成子程序。主程序在執(zhí)行過(guò)程中如果需要某一子程序,通過(guò)調(diào)用指令來(lái)調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完后又返回到主程序,繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。本系統(tǒng)中所使用的子程序都是比較簡(jiǎn)單的，用for語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)之后再使用延時(shí)函數(shù)進(jìn)行延時(shí)。子函數(shù)的功能流程圖如下:功能1流程圖:功能2流程圖：開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始使LED燈左移一位點(diǎn)亮使被點(diǎn)亮的LED燈左移一位使LED燈左移一位點(diǎn)亮使被點(diǎn)亮的LED燈左移一位延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)最左邊LED燈是否點(diǎn)亮亮8最左邊LED燈是否點(diǎn)亮亮8個(gè)LED燈是否全亮使被點(diǎn)亮的LED燈右移一位使LED燈右移一位熄滅使被點(diǎn)亮的LED燈右移一位使LED燈右移一位熄滅延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)最右邊LED燈是否熄滅8最右邊LED燈是否熄滅8個(gè)LED燈是否全滅圖6功能程序流程框架圖5系統(tǒng)調(diào)試本單片機(jī)的流水燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，因此調(diào)試也分成兩部分進(jìn)行調(diào)試。5。1硬件調(diào)試主要根據(jù)系統(tǒng)框圖和硬件原理設(shè)計(jì)進(jìn)行原理的繪制、各參數(shù)的設(shè)置、電路板的制作，以及元器件的焊接等。具體如下:5.1。1各單元電路，確認(rèn)各單元電路鏈接無(wú)誤，尤其是關(guān)鍵元器件，一定要接保護(hù)電阻。(1）選擇合適規(guī)格的元器件，在放置期間前一定要檢查規(guī)格;(2）關(guān)鍵器件放置：在器件布置方面與其它邏輯電路一樣，應(yīng)把相互有關(guān)的器件盡量放靠近些,這樣可以減少材料,更加美觀.5。1。2PCB設(shè)計(jì)原則:在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí),必須遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則，并應(yīng)符合要實(shí)現(xiàn)的效果設(shè)計(jì)的要求.（1）盡量采用印制電路板,印制電路板不像萬(wàn)用板一樣會(huì)有一定的接觸不好或者焊盤(pán)不穩(wěn)和線路連接有問(wèn)題的情況,印制電路板的制作可防止產(chǎn)生地電位差和元件之間的耦合。（2）元件面和焊接面應(yīng)采用相互垂直、斜交、或者彎曲走線，避免相互平導(dǎo)線盡量短，使用45°或者圓弧折線布線，不要使用90°折線,以減小高頻信號(hào)的發(fā)射.5.2程序調(diào)試在本系統(tǒng)中,主要分為主程序部分、中斷程序、子程序等。在調(diào)試過(guò)程中，按照程序功能一項(xiàng)項(xiàng)進(jìn)行調(diào)試，首先確認(rèn)主程序正確，在確認(rèn)其他程序.調(diào)試方法主要跟蹤調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試等等，可以參考相關(guān)專業(yè)書(shū)籍。5。1.1CCSV5的打開(kāi)步驟右鍵CodeComposerStudiov5快捷方式,左鍵打開(kāi)。會(huì)出現(xiàn)如圖6所示界面：圖6CodeComposerStudiov5軟件加載界面（2）加載完畢之后會(huì)有如圖7所示界面出現(xiàn)：圖7CodeComposerStudiov5軟件打開(kāi)界面（3)選擇Project->ImportExistingCCSEclipseProject，導(dǎo)入程序文件夾中的工程；具體操作如圖8：圖8CodeComposerStudiov5程序?qū)氩襟E圖5.3聯(lián)合調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件都完成后,需要進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,主要是針對(duì)系統(tǒng)設(shè)定的功能能否完成和完善進(jìn)行調(diào)試.調(diào)試步驟：(1）將PC和硬件電路通過(guò)USB線相連;(2)選擇對(duì)該工程進(jìn)行編譯鏈接，生成。out文件。然后選擇,將程序下載到實(shí)驗(yàn)板中。程序下載完畢之后，可以選擇全速運(yùn)行程序，也可以選擇單步調(diào)試程序,選擇F3查看具體函數(shù)。也可以程序下載之后,按下，軟件界面恢復(fù)到原編輯程序的畫(huà)面。再按下實(shí)驗(yàn)板的復(fù)位鍵，運(yùn)行程序。（調(diào)試方式下的全速運(yùn)行和直接上電運(yùn)行程序在時(shí)序有少許差別，建議上電運(yùn)行程序）圖9聯(lián)合調(diào)試效果圖6外延花樣流水燈的流水方式各式各樣，因此我們?cè)谝陨瞎δ芑A(chǔ)上，還能將程序稍作修改，使之有如下花樣流水效果.(1)在以上功能下，當(dāng)再次按下此按鍵后，執(zhí)行8個(gè)LED燈從中間2個(gè)開(kāi)始每隔0.2ｓ向左右兩邊依次點(diǎn)亮，直到8個(gè)LED燈全亮，再由兩邊開(kāi)始滅，直到全滅以此循環(huán)；（2）第三次按下此按鍵之后，執(zhí)行與上次相反的效果，以此循環(huán);（3）第四次按下此按鍵之后，8個(gè)LED燈同時(shí)閃爍，時(shí)間間隔為0.1s；(4）第五次按下按鍵之后，依次執(zhí)行前面五個(gè)程序的效果，以此循環(huán)。以上花樣流水燈的流水功能如圖10，功能（4）是前面幾種功能集中的效果。功能(1)：○○○○○○○○○○○●●○○○○○●●●●○○○●●●●●●○○○○●●○○○○○●●●●○○○●●●●●●○●●●●●●●●功能（2)：●○○○○○○●●●○○○○●●●●●○○●●●●●●●●●●●○○○○○○○○●○○○○○○●●●○○○○●●●●●○○●●●功能（3）：●●●●●●●●○○○○○○○○圖10流水燈的功能示意圖功能1流程圖：功能2流程圖：開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始開(kāi)始點(diǎn)亮LED１和點(diǎn)亮LED１和LED８點(diǎn)亮LED３和LED４BIT1左移BIT1左移i位BIT8右移i位LED4左移i位LED3右移i位延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)8個(gè)8個(gè)LED燈是否全亮亮8個(gè)LED燈是否全亮LED4左移i位LED3右移LED4左移i位LED3右移i位BIT１左移i位BIT８右移i位延時(shí)延時(shí)延時(shí)延時(shí)８?jìng)€(gè)LED８?jìng)€(gè)LED燈是否全滅８?jìng)€(gè)LED燈是否全滅功能3流程圖：開(kāi)始開(kāi)始點(diǎn)亮所有點(diǎn)亮所有LED燈延時(shí)延時(shí)狀態(tài)反轉(zhuǎn)狀態(tài)反轉(zhuǎn)圖11功能程序流程框架圖7項(xiàng)目演練對(duì)于本設(shè)計(jì)，尚可以進(jìn)一步進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：(1）設(shè)計(jì)一個(gè)心形呼吸流水燈設(shè)計(jì)思路如下：運(yùn)用MSP430g2553單片機(jī)(28PIN、TSSOP封裝)、74HC573鎖存器（20PIN、SOIC封裝）、TLV117穩(wěn)壓組成.主要原理是利用430單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)，通過(guò)573的使能控制一定數(shù)量的LED產(chǎn)生同節(jié)奏的“呼吸"效果。通過(guò)對(duì)產(chǎn)生PWM信號(hào)的寄存器的設(shè)置，可以得到程度不同的“呼吸”效果。(2）如今大多數(shù)電子產(chǎn)品都是觸碰式按鍵,可以把流水燈的按鍵設(shè)計(jì)成觸摸式,實(shí)現(xiàn)商品現(xiàn)代化；8項(xiàng)目總結(jié)基于單片機(jī)的流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，充分運(yùn)用了LED燈通過(guò)MSP430單片機(jī)為控制核心,多個(gè)中斷程序控制其亮滅，來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣化的亮滅樣式，從而使單一的LED燈變得多元化。主要利用的知識(shí)點(diǎn)有中斷操作、單片機(jī)原理知識(shí)等,并利用C語(yǔ)言編程，最后制作出一個(gè)完善的作品，該作品再經(jīng)過(guò)一定的功能完善和外觀制作,符合現(xiàn)代化商場(chǎng)和各市場(chǎng)的裝飾，更有利于推廣.附錄1電路設(shè)計(jì)原理圖（參考）附錄2PCB設(shè)計(jì)原理圖（參考）附錄3關(guān)鍵程序（參考）功能（1）子程序：voideffect1（){inti,j；for(i=0；i<=8；i++） { P2OUT｜=（1〈〈i)；//1左移i位 delay_ms(200);//延時(shí)200MS }for（j=0；j〈8；j++） {//0x80右移j位 P2OUT&=~（0x80〉〉j）； delay_ms（200）;//延時(shí)200MS }}功能（2）子程序：voideffect2（)｛inti，j；for(i=0;i〈8;i++) ｛ P2OUT=（1<〈i)；//1左移i位 delay_ms（200)；//延時(shí)200MS ｝for（j=0；j〈=8;j++) ｛ P2OUT=（0x80〉〉j)；//0x80右移j位 delay_ms（200）;//延時(shí)200MS }｝主程序：voidmain(void)｛WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門(mén)狗 Clock_init（)；//時(shí)鐘設(shè)置子程序 IO_init();//IO口子程序//_EINT（）；__enable_interrupt（)；//中斷控制開(kāi)啟while（1） ｛switch(a）{case1：effect1（）;break;//a==1執(zhí)行效果1case2：effect2()；break；//a==2執(zhí)行效果2case3:effect3（）；break；//a==3執(zhí)行效果3case4:effect4()；break;//a==4執(zhí)行效果4case5:effect5();break;//a==5執(zhí)行效果5case6:effect6(）；break；//a==6執(zhí)行效果6default:P2OUT&=~0XFF；break;//a為其他結(jié)果時(shí)P2口清零｝ }}＃pragmavector=PORT1_VECTOR__interruptvoidPort_1(void)｛//判斷P1.3按鍵是否按下if(！(P1IN&BIT3）） { delay_ms（100）;//延時(shí)消抖if（!(P1IN＆BIT3)） ｛ a++; ｝if(a==7) ｛ a=0； } } P1IFG&=~(BIT3）；//消除中斷標(biāo)志}外延功能(1）子程序：voideffect3()｛inti，j；for（i=0；i<=4;i++) ｛ P2OUT|=（BIT4〈<i）+（BIT3>〉i)；//BIT4左移i位BIT3右移i位 delay_ms（200）;//延時(shí)200MS ｝for（j=0;j〈=4;j++） { P2OUT＆=～（（0x01〈<j）+(0x80>>j）);//0x01左移j位0x50右移j位 delay_ms（200);//延時(shí)200MS ｝}外延功能（2）子程序:voideffect4()｛inti,j;for(i=0；i〈=4；i++) { P2OUT|=（0x01<<i）+（0x80〉>i);//0x01右移i位0x80右移i位 delay_ms（200）；//延時(shí)200MS }for（j=0;j〈=4；j++) ｛ P2OUT&=～((0x10<<j)+（0x08>>j）)；//0x10左移j位0x08右移j位 delay_ms(200)；//延時(shí)200MS }｝外延功能（3)子程序：voideffect5(）｛inti;for（i=0;i<8；i++) { P2OUT^=0XFF；//狀態(tài)反轉(zhuǎn) delay_ms(100）；//延時(shí)100MS ｝}外延功能（4）子程序：voideffect6(){ effect1（)； effect2()； effect3（)； effect4(）; effect5（);}inta=0；基于單片機(jī)的智能澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，人民越來(lái)越注重環(huán)境質(zhì)量。養(yǎng)殖花卉成了首要選擇，在家養(yǎng)殖可以陶怡情操，豐富生活。同時(shí)花卉可以通過(guò)光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣同時(shí)還可以凈化空氣，而且花卉還可以吸收有毒物質(zhì)例如剛裝修的房屋里的苯、甲醛等。因此越來(lái)越多的人喜歡養(yǎng)殖花卉.本文設(shè)計(jì)了一種智能濕度感應(yīng)澆花系統(tǒng)。系統(tǒng)以單片機(jī)AT８9S５２為控制芯片，啟動(dòng)澆花之前先有蜂鳴器報(bào)警，按時(shí)按量的供水是完成每天在限定的時(shí)間自動(dòng)啟動(dòng)水泵澆花,按照各種花卉所需水量的差別,使用一個(gè)按鈕裝置來(lái)控制給水的時(shí)間,也就是電磁閥開(kāi)啟和閉合的時(shí)間，其余時(shí)間水泵不轉(zhuǎn),不會(huì)有水流通供給補(bǔ)水；按照溫度、濕度來(lái)嚴(yán)格控制給水主要用到的是SＬHＴ5－1土壤溫度、濕度傳感器，如果傳感器檢測(cè)溫度、濕度都達(dá)不到規(guī)定的要求，就開(kāi)始澆花,達(dá)到了規(guī)定的溫度、濕度就停止?jié)不?該系統(tǒng)既能按時(shí)、按量的給花卉澆水,還可以為節(jié)約水資源，從而讓花卉更好的生長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);智能澆花系統(tǒng)；傳感器；AbｓtractWiｔhtheｄｅveｌｏpmentofsocｉetｙ,

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sｅｎsor目錄TOC\o"1－3"\h\uＨＹPEＲＬINK\l_Toc1１2111、緒論ＰAGEＲEF_Tｏc１12111１．1選題目的及意義PAGＥREF＿Toｃ５4171HYＰERLINＫ\l＿Ｔoc2４4321．２國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀PAＧEＲEＦ_Toｃ244３21HYＰERLＩＮK\l＿Toc１2７061.３研究方法和手段PAＧＥREＦ＿Toc1270622、基于單片機(jī)的智能澆花系統(tǒng)PＡGEＲEF_Toc7０1942.1系統(tǒng)組成部分PＡGEＲEF_Toc8869４HＹＰＥRLＩNK\l＿Ｔoc20０042.2系統(tǒng)工作原理PAGＥREF_Ｔoc200０４４3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PAGEＲEF_Ｔoc699853.１AT８９S52型單片機(jī)PAGEＲEF_Ｔoｃ1923６53．2土壤濕度檢測(cè)電路ＰAGEREF＿Toc8767５HYPERLＩNＫ\l_Ｔoc9035３.3鍵盤(pán)及液晶顯示電路ＰAGEREＦ_Toc90355HYＰＥRLINK\l＿Ｔoc７9953。4水泵調(diào)節(jié)電路ＰAGEREF_Ｔoｃ７9９563.5報(bào)警電路PAGEREF_Tｏc１4２４2７HYPERLINK\l_Toｃ２８０293．６單片機(jī)最小系統(tǒng)PAGERＥF_Ｔoc280２97HYPERＬＩNK\l＿Ｔｏc913１3．6.１晶振電路設(shè)計(jì)PAＧEREF_Ｔoc91３17HYＰEＲLINK\l_Tｏc1５1２5３.6。2復(fù)位電路ＰAGEＲEF_Tｏｃ1512583。６．３按鍵消抖方法ＰAGEREＦ_Ｔoc1７25６8ＨＹPERＬINK\l_Toc240８4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PAGEREＦ_Ｔoc24081０ＨYＰERＬINK\l_Toｃ３134７總結(jié)PAＧEREF_Toｃ313４７１2HYPＥRLINK\l＿Toｃ32355參考文獻(xiàn)PAGＥREF＿Toc3２355１3致謝ＰAGＥRＥF_Ｔｏc1966314緒論國(guó)內(nèi)外均有自動(dòng)澆花系統(tǒng)的實(shí)際使用,大部分自動(dòng)供水灌溉系統(tǒng)都是采用虹吸的方式，也就是運(yùn)用滲透的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水澆，該模式的補(bǔ)水過(guò)程是持續(xù)的、不中斷的，根據(jù)該種模式只可以確保不會(huì)出現(xiàn)干旱現(xiàn)象，而不是根據(jù)花的實(shí)際需要來(lái)實(shí)施補(bǔ)給供水.另外部分自動(dòng)澆水系統(tǒng)，能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向花卉進(jìn)行補(bǔ)水，這兩種方式基本一致,都不是按照花的需求來(lái)進(jìn)行補(bǔ)水灌溉。同時(shí)還有部分自動(dòng)澆水系統(tǒng)，主要運(yùn)用單片機(jī)控制的原理，根據(jù)溫度、濕度傳感器獲取溫、濕度的具體數(shù)據(jù),再根據(jù)設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水澆灌，只不過(guò)這種方式要求外界提供水龍頭的前提下才能使用。通常家庭花草種植普遍都放置于陽(yáng)臺(tái)上，而陽(yáng)臺(tái)上常常不會(huì)用到水龍頭,于是使用起來(lái)相對(duì)較為棘手.本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)智能澆花系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在陽(yáng)臺(tái)上的應(yīng)用，可以做到定時(shí)、定量地澆花。1．１選題目的及意義隨著生活水平的提高,許多城鄉(xiāng)居民為了美化環(huán)境,凈化空氣，喜歡在家中陽(yáng)臺(tái)上種植一些花草。但現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來(lái)越快,事情越來(lái)越多。植物是離不開(kāi)水的,需經(jīng)常澆灌。很多人有時(shí)忘了定時(shí)、適量給花卉澆水。而人們出差或有事不在家時(shí)，植物的供水就會(huì)中斷,植物面臨干枯?；ú萆L(zhǎng)的問(wèn)題80％以上由花兒澆灌問(wèn)題引起,好不容易養(yǎng)的花卉澆水,因?yàn)闈菜畣?wèn)題而長(zhǎng)勢(shì)不好或更嚴(yán)重的出現(xiàn)枯萎甚至凋亡。有些植物對(duì)濕度的要求很高，人為的過(guò)度澆水，植物的根莖容易腐爛,從而影響到植物的正常生長(zhǎng).雖然市面上也有賣澆花的裝備但昂貴的價(jià)格和其性價(jià)比讓人望而卻步.那種澆花裝置大部分只能是指定時(shí)澆水時(shí)間,很難做到給花卉適時(shí)、適量澆水。還有花卉缺水報(bào)警器但其只能報(bào)警并不能適時(shí)、適量的澆水.其效果可想而知.為了解決按時(shí)、適量澆水問(wèn)題,所以我設(shè)計(jì)自動(dòng)澆花體統(tǒng),通過(guò)傳感器感知土壤濕度、光照強(qiáng)度、溫度并傳達(dá)單片機(jī)，由單片機(jī)判斷花卉是否缺水并最終傳達(dá)給電磁水閥，從而達(dá)到適時(shí)自動(dòng)澆水。1．2國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀微噴、微灌是近些年應(yīng)用國(guó)內(nèi)外的自動(dòng)澆水設(shè)施。微噴主要由微噴帶組成[1］。其工作原理是利用水壓力后交付和微噴嘴帶領(lǐng)域，通過(guò)排水洞微噴,在重力和空氣阻力的影響,形成一個(gè)細(xì)雨的噴涂效果.微噴帶的出水孔多半采用空氣組方式，按照一定距離和一定規(guī)律布置，如：斜三通、斜五孔、左右孔、橫三孔和無(wú)空等，出水孔一般采用機(jī)械鉆孔、啟動(dòng)打孔和激光打孔,孔徑為0.１-0.２mm，空形呈圓形。其用途:蔬菜、蘑菇、苗圃果園、花卉、大棚等。微灌是利用微灌設(shè)備組成微灌系統(tǒng),用壓力將水分配到田間,通過(guò)灌水去以微小的流量濕潤(rùn)作物根部附近土壤的一種局部灌水技術(shù)。微灌技術(shù)可以很容易地將水分配到每一株植物的土壤，,經(jīng)常保持低水壓力可以滿足作物生長(zhǎng)的需要［2］。但微灌系統(tǒng)的投資通常遠(yuǎn)高于地面灌溉;出口很小,容易堵塞,過(guò)濾系統(tǒng)的要求。許多年前，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始普及，國(guó)內(nèi)使用的電子自動(dòng)澆花大部分從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格是昂貴的，但是質(zhì)量是可靠的,但不太適合國(guó)內(nèi)使用。國(guó)內(nèi)外流行的玻璃自動(dòng)澆花。這種類型的灌溉設(shè)備大多數(shù)在中國(guó)山西和浙江地區(qū)的加工生產(chǎn)，價(jià)格很便宜,實(shí)際沒(méi)有電子自動(dòng)澆花是好的。種花簡(jiǎn)單澆花難，很多商家看到了這塊市場(chǎng)。目前這種小家居用品制造商主要集中在廣東、上海、浙江地區(qū)［3］?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的自動(dòng)澆花，主要有以下幾類：①玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器玻璃、陶瓷類自動(dòng)澆花器又叫自動(dòng)滲水裝置，它由本身材質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)器具的物理滲水原理完成自動(dòng)澆灌,當(dāng)自動(dòng)澆水器內(nèi)部存水，自身形成一定的壓力，當(dāng)遇到干燥的土壤,水就會(huì)自上而下的流出，當(dāng)土壤濕潤(rùn)以后,會(huì)形成一個(gè)堵塞壓力，從而導(dǎo)致水流速度變慢或者停止［４]。器具工藝不同，效果也不一樣，當(dāng)然也因土壤的疏松情況決定器具內(nèi)水流的速度.當(dāng)前傳感器技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用逐步由工業(yè)、軍事等領(lǐng)域向其他領(lǐng)域滲透，已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān).而且智能家居概念也越來(lái)越受人們的推崇，因此,微電腦控制的電子類自動(dòng)澆花系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。②電子類自動(dòng)澆花器(時(shí)控臨噴裝置）該系統(tǒng)主要構(gòu)成為：主機(jī)(或者控制器）、主管、分水接頭、副管噴淋管。時(shí)控臨噴澆花裝置根據(jù)電源的不同分為交流電自動(dòng)澆花器和電池自動(dòng)澆花器兩種?？刂破鞯囊话阈阅苡?電磁閥控制；智能時(shí)控電路微電腦芯片控制；適用電AＣ22０V／５0ＨＺ；最適宜水壓０。3－0。6Mpａ；待機(jī)功率（4VＡ，澆水時(shí)〈1２VA)；可控制連續(xù)作業(yè)時(shí)間是1分鐘至1６８?jìng)€(gè)小時(shí)；可每天自動(dòng)完成十次以上澆水作業(yè)，可每天、隔天、隔多天自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行澆水，手動(dòng)自動(dòng)兩用；每天計(jì)時(shí)誤差小于正負(fù)３秒；電器適應(yīng)環(huán)境溫度為—10～50℃；相對(duì)濕度＜90%RH［5］。１。3研究方法和手段本畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的自動(dòng)澆花系統(tǒng)。所有節(jié)點(diǎn)按照在網(wǎng)絡(luò)中的功能不同分為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)和控制器節(jié)點(diǎn)。單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，它作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心，存放所有的控制策略，它能接收傳感器節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送的數(shù)據(jù)，通過(guò)智能判斷后，再把灌溉命令發(fā)送給控制器節(jié)點(diǎn);傳感器節(jié)點(diǎn)分布于灌區(qū)的各個(gè)地方,配有各種傳感器,如測(cè)量溫度、空氣濕度、光照度等的傳感器,負(fù)責(zé)采集灌區(qū)的環(huán)境參數(shù)，主要研究土壤濕度與澆水量之間的關(guān)系、澆灌控制技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個(gè)部分。并按一定的時(shí)間間隔發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)；每個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一個(gè)分灌區(qū)的灌溉作業(yè),它直接與灌溉的執(zhí)行器(如閥門(mén)、水泵等)相連，當(dāng)接收到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的灌溉命令后,則執(zhí)行相應(yīng)的操作[7]。土壤溫濕度傳感器可將檢測(cè)到的土壤溫濕度模擬量放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過(guò)單片機(jī)內(nèi)程序控制精確的將溫度與濕度分別顯示在LCD顯示屏上，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的中斷服務(wù)程序判斷是否要給花澆水,若需澆水則單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出澆水信號(hào)并經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)設(shè)備開(kāi)啟電磁閥進(jìn)行澆水若不需澆水則進(jìn)行下一次循環(huán)檢測(cè)。

2、基于單片機(jī)的智能澆花系統(tǒng)2。1系統(tǒng)組成部分該系統(tǒng)主要由土壤濕度檢測(cè)電路、鍵盤(pán)、LCD液晶顯示電路、報(bào)警電路、水泵控制電路等組成.具體結(jié)構(gòu)如圖1所示.通過(guò)土壤濕度傳感器測(cè)量出土壤濕度信號(hào)，單片機(jī)采集土壤濕度信號(hào)并進(jìn)行分析和處理，輸出控制信號(hào),控制水泵工作與否,從而達(dá)到按需澆花的目的.圖1智能澆花系統(tǒng)組成框圖2．2系統(tǒng)工作原理由于不同的花卉有不同的需水特性,澆花時(shí)應(yīng)適時(shí)適量，按需澆花。為此,系統(tǒng)采用模糊控制的方式達(dá)到精確澆花的目的。一方面，單片機(jī)采集土壤濕度信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算判斷是否應(yīng)該澆花；另一方面,單片機(jī)采用查表的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)澆水量的模糊控制.在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同花卉的需水量，將其土壤濕度值允許區(qū)間存入表格中，即模糊控制響應(yīng)表，這些數(shù)據(jù)均是人們長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)值,并將表格事先置入RＯM存儲(chǔ)區(qū)的某一位置中供查表使用。例如:對(duì)君子蘭進(jìn)行自動(dòng)澆水，單片機(jī)將采集到的濕度信號(hào)與表格中的君子蘭最小濕度值進(jìn)行比較，當(dāng)采集到的濕度值小于表格中的最小濕度值時(shí)，開(kāi)始澆花；當(dāng)采集到的濕度值大于表格中君子蘭的最大濕度值時(shí)，停止?jié)不?，從而控制澆水的時(shí)機(jī)及澆水量的多少［8]。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令。鍵盤(pán)是由一組常開(kāi)的按鍵組成，每個(gè)按鍵都被賦予一個(gè)代碼,稱為鍵碼。鍵碼分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。編碼鍵盤(pán)是通過(guò)一個(gè)編碼電路識(shí)別閉合鍵的鍵碼,非編碼鍵盤(pán)是通過(guò)軟件來(lái)識(shí)別鍵碼.由于非編碼鍵盤(pán)的硬件電路簡(jiǎn)單,用戶可以方便的改變鍵的數(shù)量,因此在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3。1ＡT８９S５２型單片機(jī)ＡT８９S５2是一種低功耗、高性能ＣMOＳ８位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Fｌａsｈ存儲(chǔ)器.使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Ｆlash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適于常規(guī)編程器[9］。在單芯片上，擁有靈巧的8位CＰＵ和在系統(tǒng)可編程Flasｈ，使得AT８9S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案.AＴ89S５2在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。AＴ89S5２具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Ｆlaｓh，2５６字節(jié)ＲＡM，32位I／O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AＴ89Ｓ５2可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，ＣＰU停止工作,允許ＲＡＭ、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。3。２土壤濕度檢測(cè)電路本設(shè)計(jì)采用土壤溫濕度傳感器SLHＴ5—１。該傳感器采用全量程標(biāo)定,兩線數(shù)字輸出,可直接與單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn),具有相當(dāng)高的統(tǒng)一性,濕度測(cè)量限度為0～1００％ＲH。能夠把探頭直接插入土壤中,并且可以在草地、花園、農(nóng)業(yè)溫室大棚、苗圃等土壤中進(jìn)行溫、濕度的檢測(cè)運(yùn)用。具體檢測(cè)電路見(jiàn)圖2。圖2SLHT5—１土壤濕度傳感器檢測(cè)電路3.3鍵盤(pán)及液晶顯示電路該設(shè)計(jì)選取了LＣD12232Ｆ液晶顯示模塊,其具有內(nèi)置的字節(jié)庫(kù),不具存儲(chǔ)功能，采用并行連接的模式,使用起來(lái)相對(duì)便捷。用于顯示系統(tǒng)的操作狀態(tài)、花卉種類、土壤溫、濕度信息.鍵盤(pán)選取獨(dú)立式的按鈕,其中主要有復(fù)位按鈕、選取花卉類別按鈕、開(kāi)啟按鈕。開(kāi)機(jī)時(shí)出現(xiàn):“歡迎您的到來(lái)”，其次出現(xiàn)“請(qǐng)選取花卉類別”。依靠對(duì)選取花卉類別按鈕的設(shè)置,根據(jù)液晶屏出現(xiàn)的內(nèi)容，確明確花卉的種類.該系統(tǒng)主要有香雪蘭、仙人球、銀杏、牡丹、蘆薈、芍藥、君子蘭,總共七個(gè)品種的花卉,同時(shí)內(nèi)置有七個(gè)不同的溫、濕度范圍。在明確完花卉類別之后，將出現(xiàn)花卉的具體名稱,到此為止設(shè)置完成。３。４水泵調(diào)節(jié)電路圖3為水泵調(diào)節(jié)電路圖,其中三極管發(fā)射極E連接繼電器線圈的端點(diǎn)，線圈的另一端接到＋5V電源VCC上,三極管Q１的基極B連接單片機(jī)P３.6上；而繼電器線圈兩端并聯(lián)二極管IN4１48,以實(shí)現(xiàn)繼電器線圈停電時(shí)引發(fā)的反向電動(dòng)勢(shì)的消除，避免反向電勢(shì)擊壞三極管、擾亂其余電路；R２同紅色發(fā)光二極管構(gòu)成一個(gè)繼電器狀態(tài)指示電路,如果繼電器通電吸合，LED將會(huì)變亮,由此就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器操作狀態(tài)的檢測(cè).圖3水泵調(diào)節(jié)電路圖其中系統(tǒng)水泵選?。?0V供電潛水泵，最大流量1640L/H,澆花噴頭選取花灑噴頭,達(dá)到均勻噴水目的,避免局部土壤濕度過(guò)高,檢測(cè)不穩(wěn)定。如果ＡT89Ｓ52單片機(jī)中P3。6引腳導(dǎo)入高電平，那么三極管飽和電流通過(guò)，+5V電源接入繼電器線圈接口，使得繼電器閉合，并且發(fā)光二極管工作狀態(tài)也將變亮，而繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)關(guān)閉，也就是水泵通電，于是水泵進(jìn)行澆水.另外,如P３．6引腳導(dǎo)入低電平,那么三極管將不會(huì)導(dǎo)電,繼電器線圈兩端由于無(wú)法產(chǎn)生電位差,使得繼電器銜鐵斷開(kāi),并且發(fā)光二極管的工作狀態(tài)也將變熄滅,同時(shí)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),也就是水泵斷點(diǎn)，于是水泵停止進(jìn)行澆水。3．5報(bào)警電路因?yàn)樵撓到y(tǒng)主要應(yīng)用在室內(nèi)環(huán)境中，為防止水泵的開(kāi)啟影響到他人，該系統(tǒng)內(nèi)置了一個(gè)報(bào)警電路.通常水泵開(kāi)啟以前就會(huì)出現(xiàn)“嘟嘟嘟”的幾秒警報(bào)聲,然后水泵才實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水.該報(bào)警電路圖見(jiàn)圖4。主要是單片機(jī)中P3.0引腳來(lái)決定三極管開(kāi)啟與閉合，實(shí)現(xiàn)控制蜂鳴器的通斷。圖4報(bào)警電路３.６單片機(jī)最小系統(tǒng)３.6.1晶振電路設(shè)計(jì)AT89Ｓ5２單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)反相放大器形成的振蕩器，ＸTAL2與XTAＬ1各自是振蕩電路中的輸出端與輸入端。同時(shí)在XTAL1與XTＡＬ2引腳上連接定時(shí)器件，其內(nèi)部振蕩電路于是能夠?qū)崿F(xiàn)自激振蕩.定時(shí)器件一般是由石英晶體與電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振回路。系統(tǒng)選擇12ＭＨz的晶振片，兩３0pF的電容Ｃ7和Ｃ8。３.6．2復(fù)位電路本設(shè)計(jì)采用的按鍵復(fù)位電路，當(dāng)要系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位時(shí),只需要按住S按鍵,此時(shí)電源Ｖcc經(jīng)過(guò)電阻R１、Ｒ2分壓，并且在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位的高電平。同樣,只要保證ＲST端保持高電壓的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)能實(shí)現(xiàn)正常復(fù)位。復(fù)位電路如圖5所示:圖5AT89Ｃ5２單片機(jī)的復(fù)位電路3．6。3按鍵消抖方法非編碼鍵盤(pán)可以分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和行列式鍵盤(pán)兩種結(jié)構(gòu)形式.行列式鍵盤(pán)是將I/O線的一部分作為行線,另一部分作為列線，按鍵設(shè)置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，這種結(jié)構(gòu)形式的鍵盤(pán)適用于鍵數(shù)較多的場(chǎng)合,但硬件電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。獨(dú)立式非編碼鍵盤(pán)中每一按鍵都獨(dú)立地占用一條數(shù)據(jù)線，當(dāng)一按鍵閉合時(shí)，相應(yīng)的I/O線變?yōu)榈碗娖?。?duì)于處于常開(kāi)狀態(tài)的獨(dú)立式鍵盤(pán)，當(dāng)按鍵閉合時(shí)I／O線為低電平,當(dāng)按鍵為常態(tài)時(shí)I/O線為高電平［10］。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，觸點(diǎn)在閉合和彈開(kāi)瞬間的電接觸情況不穩(wěn)定，造成電壓信號(hào)的抖動(dòng),。鍵的抖動(dòng)時(shí)間一般為5～10ms。為了避免一次閉合引起的CPU多次處理，就要采用措施消除抖動(dòng)。去抖動(dòng)的方法有硬件去抖和軟件去抖兩種方法。硬件去抖一般采用雙穩(wěn)態(tài)去抖電路.軟件消抖方法是在CPU檢測(cè)到有鍵按下是,延時(shí)10～20mｓ，再次檢測(cè)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài),如果保持閉合狀態(tài),則確認(rèn)有鍵按下，否則從頭檢測(cè)。在本次設(shè)計(jì)中用到的鍵數(shù)較少，為了簡(jiǎn)化硬件電路，選用獨(dú)立式非編碼鍵盤(pán)，并采用軟件消抖的方法來(lái)消除按鍵抖動(dòng)。４、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括初始化、顯示子程序、選擇花卉種類子程序、土壤濕度檢測(cè)子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、報(bào)警子程序等，主程序流程圖如圖６所示。圖6主程序流程圖本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)當(dāng)做控制芯片，構(gòu)造出一款智能澆花系統(tǒng)。本系統(tǒng)根據(jù)花盆中土壤濕度來(lái)調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行和中斷。選取模糊控制形式來(lái)調(diào)節(jié)澆水的量,同時(shí)對(duì)土壤濕度采取實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且與設(shè)定好模糊控制響應(yīng)表的濕度值做出對(duì)比，判定澆水量有沒(méi)有滿足標(biāo)準(zhǔn),全面完成定時(shí)定量智能化澆花.系統(tǒng)按照各種花卉的實(shí)際需求狀況設(shè)定了對(duì)應(yīng)的澆水量，只要開(kāi)機(jī)后設(shè)定花卉的類別，系統(tǒng)就可以自動(dòng)早出需調(diào)節(jié)的溫、濕度區(qū)域［１１].該系統(tǒng)置于家中陽(yáng)臺(tái)上較為實(shí)用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證效果明顯。同時(shí)該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在草場(chǎng)、花卉、溫室大棚、苗圃等場(chǎng)合應(yīng)用，即方便又節(jié)約水源。

總結(jié)本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以單片機(jī)為控制中心，用溫度、濕度傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度，依靠對(duì)溫度、濕度傳感器檢測(cè)的溫度與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度、濕度值的對(duì)比。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)到花卉缺水時(shí),水泵于是開(kāi)啟進(jìn)行供水，當(dāng)水量達(dá)到一定額度時(shí),水泵自動(dòng)停止供水.液晶顯示器穩(wěn)定的顯示環(huán)境溫度、濕度和設(shè)置的溫度、濕度。智能澆水系統(tǒng)是通過(guò)單機(jī)片程序設(shè)定澆水的上下限度，并且還同溫度、濕度采集電路送入單機(jī)片的土壤濕度值相比較,當(dāng)傳感器檢測(cè)到的濕度值低于設(shè)定的下限值時(shí)，單片機(jī)輸入一個(gè)信號(hào),開(kāi)始澆水，高于設(shè)定的上限值時(shí),再由單片機(jī)輸出一個(gè)信號(hào)，中斷水泵并停止?jié)菜?通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得我更深入的認(rèn)識(shí)了單機(jī)片智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，也使我實(shí)際上接觸到了檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，盡管該系統(tǒng)屬于一個(gè)人們?nèi)粘Ｉ钪械男∠到y(tǒng)，可是卻讓我懂得了很多設(shè)計(jì)上需要注意的問(wèn)題，讓我獲益匪淺。參考文獻(xiàn)［１］毛明軒，朱皋，楊守良．基于單片機(jī)的溫濕度感應(yīng)智能晾衣桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Ｊ］。重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào),2013,30（４)：46－４9．［２劉明真,陳鴻．基于單片機(jī)智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Ｊ］．學(xué)術(shù)問(wèn)題研究，２010（1）：75－８0．[３程捷，何辰.基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)試，２０１1（6）：56－58.［４尹發(fā)根.果蔬膨化干燥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，２０11（8）：８5—88.［5]張澤根,周洪，夏明曄?；趩纹瑱C(jī)的油量數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［Ｊ］．微計(jì)算機(jī)信息,２０14,２7（１）：1０９－11０．[6］滿紅，鄒存名，冀勇鋼.基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[Ｊ］．現(xiàn)代電子技術(shù)，2０1１，３4(９)：118—12０．［7］宋維強(qiáng)?；趩纹瑱C(jī)智能制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。華中師范大學(xué)出版社，2０09.1２（8）：7１—８3．[8］孫彩鳳，楊紅軍.農(nóng)村蔬菜灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J］。上海電子出版社，2011．1０1—110。[9］姚望,我國(guó)農(nóng)村智能澆花系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究．北京現(xiàn)代科學(xué)文獻(xiàn)出版社,2013。21０－２2３．[10]孟寒,基于單片機(jī)的稻田溫濕度智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)．廣西智能科技出版社,２０11.29-５7。［11]彭正德．單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用原理探究[M]。中國(guó)科技大學(xué)社會(huì)科學(xué)學(xué)報(bào),2013。3１(5）：255－2６7。致謝衷心感謝我的指導(dǎo)老師。從我畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)、選題、提綱的擬定到執(zhí)筆、多次修改、不斷完善的整個(gè)過(guò)程中，正是得益于老師的不斷鼓勵(lì)、悉心教導(dǎo)和嚴(yán)格教誨,我才能克服困難，順利完成畢業(yè)論文。老師淵博的知識(shí)和開(kāi)闊的思維使我受到了許多啟發(fā)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度激勵(lì)著我砥礪前行，他待人真誠(chéng)謙和，幫助我樹(shù)立了完成學(xué)業(yè)的信心.在我論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，老師悉心指出論文的缺陷不足并指導(dǎo)審改,在我的人生及事業(yè)道路上給予支持和幫助,她對(duì)事業(yè)的熱愛(ài)和奉獻(xiàn)、對(duì)學(xué)術(shù)高深的造詣和研究,公平正派的做人做事風(fēng)格，是我學(xué)習(xí)的榜樣。在這里，要特別感謝我的家人，是他們無(wú)微不至的關(guān)懷，是他們堅(jiān)持不懈的鼓勵(lì)，支持我順利完成了學(xué)業(yè).因本人水平的原因，本文中的一些觀點(diǎn)還不夠成熟,存在許多不足或需完善的地方,懇請(qǐng)各位老師、學(xué)者批評(píng)指正?；趩纹瑱C(jī)的聲光控制模擬路燈（程序部分）前言：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器ＲAM、只讀存儲(chǔ)器ROＭ、多種I／O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本次我們采用at89c５１單片機(jī)設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)控制的聲光控制模擬路燈。該燈有聲控，光控，聲光同時(shí)控制樓道燈三種模式，經(jīng)過(guò)調(diào)查,現(xiàn)在絕大多數(shù)小區(qū)的樓道燈都是純電路形式實(shí)現(xiàn)聲光控制的,這較之智能控制缺乏功能多樣性,穩(wěn)定性,而未來(lái)肯定是智能化的天下，所以我們用單片機(jī)模擬這一個(gè)多功能燈的系統(tǒng)。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī),ａt(yī)89c51,智能社區(qū)，樓道燈目錄：TOC\o"1—3＂\h\z\uHYPERLIＮK\l＂_Ｔoｃ388218071”一、設(shè)計(jì)目的PＡGEＲEF_Toc3８821８071\h2HＹPERＬINＫ\l"_Tｏc3８821807２"二、總體設(shè)計(jì)PAＧＥＲEF_Ｔoｃ3８8２１80７２\h2方案選擇：PAGＥREF_Toc3８8218073\h2三、硬件設(shè)計(jì)ＰAGＥREＦ_Toc３８８２1８0７4＼h3HYPＥRＬＩNK\l"_Tｏc388218075＂原理說(shuō)明：ＰAGEREF_Toc38８２1８075＼h3四、軟件設(shè)計(jì)PＡGERＥF＿Tｏｃ３882180７6\h3HYPＥRＬINＫ\l"_Toｃ388218077”主要程序清單：PAＧEREF＿Ｔoc３８821807７＼ｈ3ＨＹPERLINＫ\l”_Toc388２18078”程序框圖：PAGＥREＦ＿Tｏc3８８2１８078＼h５五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果PＡGEREF_Toc３８８218079＼h6六、總結(jié)PＡGERＥＦ＿Toc３88２１808０\ｈ6設(shè)計(jì)目的通過(guò)此次設(shè)計(jì)，主要是為了鞏固我們的單片機(jī)相關(guān)知識(shí)及對(duì)單片機(jī)的相關(guān)應(yīng)用，培養(yǎng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的能力，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)易的聲、光傳感器，并能用這些傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)聲光控制的路燈(樓道燈）。完成功能：1）、聲控?zé)裟Ｊ?當(dāng)傳感器接收到聲音信號(hào)時(shí),單片機(jī)控制燈亮，并在5秒后燈自動(dòng)熄滅.2）、光控等模式.當(dāng)光電傳感器接收到為暗光時(shí)，燈自動(dòng)點(diǎn)亮，接收到為亮光時(shí)，等自動(dòng)熄滅。３）、樓道燈模式。聲光控制結(jié)合,即模擬當(dāng)天暗并且樓道里有人走過(guò)的時(shí)候燈自動(dòng)點(diǎn)亮5秒后熄滅。總體設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的聲光控制燈包括三個(gè)基本模塊,即聲音處理模塊、光處理模塊、單片機(jī)小系統(tǒng).總體設(shè)計(jì)框圖如下:圖1、總體設(shè)計(jì)框圖方案選擇：1）、單片機(jī)部分.由于此次設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)的要求較低，所以我們選擇最為常用的at８9ｃ51單片機(jī)作控制部分.2）、聲控部分一:選擇專用的聲音傳感器模塊來(lái)完成，能得到正確的波形、電壓、頻率等參數(shù)，且設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單省事，但成本較高。二：用駐極體話筒通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)處理電路對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理,成本較低，但電路設(shè)計(jì)麻煩。綜上所述:我們選擇方案二，因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)對(duì)聲音信號(hào)的波形等參數(shù)要求較小，只要單片機(jī)接收到并能判斷為高電平即可。3）、光控部分一：用光敏二極管作光電元件，光敏二極管對(duì)光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流.二：用光敏電阻作光電元件,光敏電阻對(duì)光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電阻.綜上所述:我們選用光敏電阻作光控部分的核心元件，因?yàn)楣饷舳O管轉(zhuǎn)換成的是電流，而我們需要判斷的是電壓信號(hào)，將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電路較復(fù)雜。硬件設(shè)計(jì)總電路圖如下所示：圖2、總電路圖原理說(shuō)明：1)、聲控部分。聲控主要是用一個(gè)駐極體話筒用于接收聲音信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)一級(jí)放大將聲音信號(hào)放大，然后再通過(guò)帶通濾波器提取我們需要的頻率的聲音,最后經(jīng)過(guò)過(guò)零比較器將信號(hào)整流成方波信號(hào)用于單片機(jī)接收判斷高低電平。2)、光控部分.光控主要是用光敏電阻作同向放大器的反饋電阻來(lái)控制放大器的放大倍數(shù)來(lái)控制其輸出電壓，當(dāng)光亮?xí)r,光敏電阻阻值較小,放大倍數(shù)小,輸出電壓小,三極管截止,集電極連單片機(jī)腳為高電平，燈滅；當(dāng)光暗時(shí),光敏電阻阻值較大，放大倍數(shù)大，輸出電壓大，三極管導(dǎo)通，集電極連單片機(jī)腳為低電平，燈亮。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要是通過(guò)判斷聲控部分,光控部分與單片機(jī)Ｉ/O口相連的電平的高低來(lái)判斷并執(zhí)行燈的亮滅過(guò)程。一下是程序清單和程序框圖：主要程序清單:voｉdmain（void）｛ TMOD=0x11;//定時(shí)器工作于方式1 ＴＨ0=（65536-5000０）/25６;//定時(shí)器5０mＳ初值?TL0=(65５36-50000）％256;ET0=1；???EＸ0=1；//開(kāi)外部ＩNTＯ中斷（時(shí)間調(diào)整）?IT0=0； /／IＮＴ0負(fù)跳變觸發(fā)?EA=1；/／CPＵ開(kāi)中斷總允許 TR0=0；/／啟動(dòng)定時(shí) lｅｄ=0；ｓｏund=0;ｌｉght=1; whilｅ（1) ｛??ｉf(key==０) {???delay（30)；? ?if（key==０) ??{??? way+＋；? if（wａy＞2) ?way=0;? ?｝??}? ｓwitｃｈ（way）??{?? case0: ／/聲控?zé)裟Ｊ? P1=seg［１]; ???ｉf(sｏund==１）????｛ ? ? ｌed=1；TR0=1； } ??iｆ（t>1０0) ? ?｛? ｌｅd=0;TＲ０=0;? t=０; }????brｅak;? case1：?/／光控路燈模式 ? P1=seg[２］； ??if（ｌigｈt==0) ?? ?leｄ=１； ???else?? ?led=０;????breaｋ；???cａsｅ2：?//聲光控制樓道燈模式?? ?P１=sｅg[３]; ? ?iｆ(light==0＆&soｕnd==1) ? ?｛ ??led=１；ＴR0=1；??? ｝? ? if(ｔ〉100）?? ｛? lｅd=０；TＲ0=0； ??? t=0； ???}?? ?break; } ?｝}voｉｄtime0（void）ｉnteｒrupt1 ／/定義T0中斷，計(jì)時(shí)｛ ?ＴH0=（655３6—50000)/256；?／／Ｔ0賦初值 TL0＝(6553６－50０００)%256; t++；????｝程序框圖:１）、總體框圖 2）、聲控模式 ? ?3)、光控模式 4)、聲光控制模式實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下各圖所示：總結(jié)通過(guò)此實(shí)驗(yàn),我們了解了基于單片機(jī)的聲光控制燈的原理及制作,學(xué)會(huì)了相關(guān)聲光傳感器的使用?；诖苏n題的拓展,我們可以加上液晶屏實(shí)現(xiàn)一個(gè)人機(jī)的交互，在光控上可以加一個(gè)adc轉(zhuǎn)換器接收光控電路的電壓值，經(jīng)單片機(jī)判斷電壓值來(lái)控制燈的亮度,實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于不同光照自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度的燈,可以達(dá)到節(jié)能的目的.＃incｌｕde<ｒeｇ５1.h>uｎsigｎｅdinｔx,y；voiddｅlaｙms（unsｉｇnedintｚ）/／延時(shí)｛?unｓignｅｄinｔi,j； fｏｒ（i=ｚ;i〉０；ｉ——）?for（j=150;ｊ〉０；j——）;｝ｖｏｉdＯn_all（)//開(kāi)啟所有燈｛ P0=0x0０；P1＝０x00；P2=0x00;P3=0ｘ００；}voidOff＿ａlｌ()/／關(guān)閉所有燈｛?P０=0xｆｆ；P１=０xff；P2=0xff；P3=0ｘｆf;｝vｏiｄｌｓ（）／/正向流水燈{?P0＝0x00；ｄelayms（4０0）；?P2＝0ｘ00;ｄelaymｓ(400); P３=0ｘ00；delａyms（４00);?P１=0x0０；delayms（400）； P０=0x0１；ｄelaymｓ（5０）；?P0=0x02;delayms（5０)；?P0=０x０4；ｄｅlayｍs(５０）; 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