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1、题 目 自动浇花系统的设计 系 别 电子信息科学与技术 班 级 xxx 姓 名 xxx 学 号 1246332xx 答辩时间 2016年 5月 xxxx大学计算机与信息工程学院XXX大学 本科生毕业论文目 录1 自动浇花器的研究现状22 系统设计的研究方法和手段23 系统硬件简介23.1 单片机的最小化系统23.1.1 AT89C51单片机的基本组成33.1.2 AT89C51单片机的存储器33.1.3 振荡电路和时钟43.2 LCD1602简介53.2.1 LCD1602的基本参数及引脚功能53.3 ADC0832的简介73.3.1 ADC静态特性83.3.2 ADC动态特性83.3.3 A
2、DC性能测试93.3.4 常用ADC芯片概述93.3.5 ADC0832模数转换原理及主要技术指标103.3.6 主要特性103.3.7 内部结构103.3.8 外部特性（引脚功能）103.3.9 ADC0832的工作过程113.3.10 ADC0832与单片机的接口电路113.4 土壤湿度检测模块123.4.1 比较器LM393133.4.1.1 LM393主要特点：133.4.1.2 LM393引脚图及内部框图133.5 报警及电机驱动154软件设计154.1 主程序流程图154.2显示模块184.3 AD转换模块194.4湿度检测模块205. 结论21谢 辞24附录1 原理图25附录2
3、参考程序26自动浇花系统的设计xxx 指导老师：xxx摘要：本设计是基于AT89C51单片机和ADC0832的自动浇花系统。本设计的电路内部包含湿度采集和AD转换等主要功能。自动浇水系统设计的浇水部分是通过单片机程序设计浇水的上下限值与感应电路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浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制停止浇水。这样可以帮助人们及时地给心爱的盆花浇水。关键词：AT89C51；湿度的采集与显示； LEDDesign of potted flowerss automatic watering systemxxxxxxxxx Tutor：xxxxx
4、xAbstract:This design is the automatic watering system AT89C51 based on MCU and ADC0832. The design of the circuit contains the main functions of humidity acquisition and AD conversion. Watering part of automatic watering system design is through the upper and lower limits of microcontroller program
5、ming watering value and induction circuit into MCU soil moisture compared to the values, when the lower limit value, the output of the single chip a signal to control the watering, above the upper limit again by the MCU output a signal control stop watering. This water can help people in a timely ma
6、nner to the beloved flower.Key words: AT89C51 ; Humidity acquisition and display ; LED1 自动浇花器的研究现状现如今人们的生活质量不断提高。人们都喜欢在家里养养盆花，这样可以陶冶人们的情操，丰富人们的生活。同时盆花可以通过光合作用吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚集较多，所以空气也特别清新，而且许多花木还可以吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多人喜爱。给盆花浇水是否能做到适时及适量，是养花成败与否的关键。但是，在生活中人们总是会有没时间照顾的时候，比如工作学习太忙，旅游或者出差等
7、。花草生长的问题大多数以上是由花儿浇灌不及时引起的；好不容易种植很长时间的花草，因为浇水不及时或者长势不好，用来美化室内环境的花草几乎成了“摆设”。因此，我想设计一种可以给盆花土壤湿度进行检测，并且自动浇水的盆花自动浇水系统。2 系统设计的研究方法和手段本次毕业设计是设计一种单片机控制的自动浇水系统，它可以实现室内盆花浇水的自动化系统。该系统可对土壤的湿度进行实时监控，并对盆花进行适时适量的浇水。其核心是单片机、湿度采集、显示电路以及浇水驱动电路构成的检测以及控制部分。主要研究土壤湿度与浇水量之间的关系、浇灌控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分。该设计的检测部分单片机选用AT89C51单
8、片机，软件部分选用C51语言编程。土壤湿度采集于显示电路可将检测到的土壤湿度模拟量放大转换成数字量并且通过单片机内程序控制精确的将湿度分显示在LCD显示屏上，通过单片机内的程序判断是否要给盆花浇水，如果需要浇水，则单片机系统就会发出浇水信号，带动水泵开始浇水，若不需要浇水，则进行下一次循环检测。3 系统硬件简介3.1 单片机的最小化系统AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集合输出管脚相兼容。由于将多功
9、能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ALMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价格低廉的方案。3.1.1 AT89C51单片机的基本组成AT89C51由一个8位的微处理器，128KB片内数据存储器RAM,21个特殊功能寄存器SFR，3KB片内程序存储器Flash ROM,64KB可寻址片内外一编址的ROM，64KB可寻址片外的RAM,4个8位并行I/O接口（P0-P3），一个全双工通用异步串行接口UART，两个16位的定时器、计数器，具有位操作功能的布尔处理机及位寻址功能的五个中断源、两个优先级的中断控制系统以及片内振荡器和
10、时钟产生电路。其基本组成框图如图3-1-1所示。图3-1-1 AT89C51单片机的基本组成3.1.2 AT89C51单片机的存储器 在单片机中，存储器分为程序存储器ROM和数据存储器RAM，并且两个存储器是独立编址的。 AT89C51单片机芯片内配置有8KB(0000H-1FFFH)的Flash程序存储器和256字（00H-FFH）的数据存储器RAM，根据需要可外扩到最大64KB的程序存储器和64KB的数据存储器，因此AT89C51的存储器结构可分为4个部分：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外程序存储器。下图给出了AT89C51单片机的存储器分布空间。左侧框中为单片机自身提
11、供的8KBFlash程序存储器和256字节数据存储器RAM。右侧为可扩展的64KB的程序存储器ROM和64KB的数据存储器RAM。图3-1-2 存储器空间分布（1）程序存储器 AT89C51的程序存储器由ROM构成，切断电源后程序是不会丢失的，它的作用是存储好编写好的程序中所用的常数，最大容量有64KB。（2） 数据存储器 它的作用是用来存放数据，运算中间结果，和带调试的程序等等。单片机自带的数据存储器RAM结构如图2-4所示，此字节单元（00H-FFH）的低128字节（00H-7FH）单元为用户使用区，高128字节（80H-FFH）单元为特殊功能寄存器SFR区。 片内数据存储器的00H-7F
12、H单元又划分为3块：00H-1FH块是工作寄存器所用；20-2FH块是位寻址功能的单元区；30H-3FH是普通RAM区。工作寄存器又分为4组，在当前的运行程序中只有一组是被激活的，谁被激活有程序状态寄存器PEW的RS1，RS0两位决定。3.1.3 振荡电路和时钟 在AT89C51芯片内部，有一个振荡电路和时钟发生器，引脚XTAL1和XTAL2之间接入晶体振荡器和电容后构成内部时钟方式。也可以使用外部振荡器，由外部振荡器产生的信号直接加载到振荡器的输入端，作为CPU的时钟源，称为外部时钟方式。采用外部时钟方式时，外部振荡器的输出信号接至XTAL1，XTAL2悬空。两种方式的电路连接图1.6所示。
13、大多数的单片机采用内部时钟方式，本次设计亦然。在AT89C51单片机内部，引脚XTAL2和引脚XTAL1连接着一个高增益反相放大器，XTAL1引脚是反相放大器的输入端，XTAL2引脚是反相放大器的输出端。 芯片内部的时钟发生器是一个二分频触发器，振荡器的输出fosc为其输入，输出为两相时钟信号(状态时钟信号)，频率为振荡器输出信号频率fosc的二分之一。3.2 LCD1602简介3.2.1 LCD1602的基本参数及引脚功能LCD1602液晶显示器具有功耗低、体积小，超薄轻巧等优点，同时可以显示字母、数字符号以及中文字符，显示的内容十分丰富。它还分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD4
14、4780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图3-2-1所示。图3-2-1 LCD1602结构图LCD1602主要技术参数：容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明：引脚接口说明表3-2-1 编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存
