基于单片机的自动滴灌控制系统的设计.pdf

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

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目录

第一章绪论........................................3

1.1本设计任务和主要内容.................................3

第二章硬件电路设计................................3

2.1单片机控制系统原理..................................3

2.2单片机主机系统电路..................................4

2.2.1时钟电路............................................................4

2.2.2复位电路............................................................5

2.3数据采集处理电路...................................5

2.4LED显示系统电路....................................6

2.5超限报警电路.......................................7

第三章系统的软件设计.............................8

第四章总结......................................14

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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。

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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/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

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2.2.1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