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1、实 践 教 学 目 标 实 践 报 告20132014（1）学期 项目： 自动浇灌系统 班级： 学号: 姓名: 时间: 2013 年 9 月 9 日 2013 年10 月 14 日 指导教师： 制定日期： 2013.9.16 1. 任务和要求a. 概述 主要是以51单片机80c52为主控芯片，利用DALAS一线式温度传感器DS18B20实现对周围温度环境的采集,单片机再根据采集的温度值来控制电磁阀的开关及持续时间等操作，从而实现在不同的温度对周围浇灌对象实施间隔性的灌溉，浇灌持续的时间与不同的温度范围有关，同时相关的状态信息要在点阵汉字液晶屏上实时的显示。b.功能（1）汉字液晶屏上实时显示的信
2、息有：（见图1）1.第一行显示：制动浇灌系统；2.第二行显示：低温：*.*，或常温：*.*，或高温：*.* 。注：假设24以下为低温，2535为常温，35以上为高温。电磁阀状态：开，或关。3.第三行显示：时间：*时*分*秒。4.第四行显示：浇灌次数。a可以显示设置的界面b可以查看低、常、高温的值和浇灌时间及间隔时间c可以设置的低、常、高温的值和浇灌时间及间隔时间目的是为了实现浇灌 c. 性能使得浇灌器在低温时，电磁阀始终关，浇灌时间为0分0秒；在常温时，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；在高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。从低温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔
3、为8小时；蜂鸣器响 从常温进入高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。蜂鸣器响从高温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；蜂鸣器响 从常温进入低温时，浇灌时间为0分0秒，阀关闭。蜂鸣器响d. 接口（软件、硬件）2.方案（思路）a) 总的思考利用DALAS一线式温度传感器DS18B20实现对周围温度环境的采集,单片机再根据采集的温度值来控制电磁阀的开关及发出声音，实现在不同的温度对周围浇灌对象实施间隔性的灌溉，浇灌持续的时间与不同的温度范围有关，同时相关的状态信息在点阵汉字液晶屏上实时的显示b.CPU选择80C52;c.硬件选择；水阀开关 蜂鸣器 继电器 液晶显示器（TG
4、12864B） 电源 电线；d.开发和测试环境Keil 2;Proteus;e.系统框架图和系统功能说明浇灌系统水阀处理（根据温度来控制水阀开关）浇灌处理（根据不同温度来控制灌溉时间）显示(将一些信息显示到屏幕)蜂鸣器（提醒浇灌进行）温度仪（感应周边温度） 温度传感器DS18B20液晶显示器80C51阀门控制水阀功能说明：使得浇灌器在低温时，电磁阀始终关，浇灌时间为0分0秒；在常温时，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；在高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。从低温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；蜂鸣器响兰花草 从常温进入高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次
5、数间隔为4小时。蜂鸣器响兰花草从高温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；蜂鸣器响兰花草从常温进入低温时，浇灌时间为0分0秒，阀关闭。蜂鸣器响兰花草f.接口概述MCU/P继电器水阀温度传感器显示器蜂名器g开发计划序号任务内容负责人计划开始时间计划结束时间实际开始时间实际结束时间1任务和要求概述，功能，性能，接口刘路2013.9.092013.9.092013.9.10.2013.9.102方案总的思考 软硬件选择 开发和测试环境 系统框架图和系统功能说明 接口概述 开发计划刘路2013.9.10.2013.9.102013-9-122013-9-123系统设计列出所需要的硬件软件
6、电路及功能状态图 刘路2013.9.122013.9.122013.9.172013.9.174详细设计将主体程序分解成各个功能模块 列出各模块的功能所需刘路2013.9.172013.9.172013.9.232013.9.235编码依照详细设计所考虑的思路 进行编码 刘路2013.9.232013.9.232013.10.122013.10.86系统测试利用Proteus进行仿真 通过控制DS18B20的值 测试程序在各个温度下 显示 浇灌 时间 功能是否完整 有无错误刘路2013.10.122013.10.82013.10.172013.10.123.系统设计a) 硬件设计i. 框图温度
7、传感器DS18B20液晶显示器80C51阀门控制水阀ii. 功能描述硬件设计主要包括：DS18B20温度采集模块：用于温度采集；汉字液晶屏显示状态信息模块：用于将相关信息显示出来；将数字温度传感器DS18B20并接在一起，数据线与单片机的P1.0相连，液晶显示器与单片机的连接采用模拟接口方式。蜂鸣器：利用外部中断触发 定时器t0控制音调高低 T1控制节拍长短（1）传感器DS18B20 DALLAS DS18B20 1 2 3 GND DQ VDD 图1-4 DS18B20引脚图 DS18B20是美国DALLAS公司推出的数字温度传感器，将温度传感器、数字转换电路集成到了一起，外形如同一只三极管
8、。微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强；它采用独特的单线接口方式，与单片机连接时，仅需一根口线；这样可以非常方便地构成多路温度测量系统。DS18B20的测温范围为-55度125度，可完全满足要求。其引脚图如图1-4所示。DQ：数据输入/输出。在数据总线供电方式可给传感器提供电源。VDD：可选的电源电压DS18B20有两种供电方式：数据总线供电方式和外部供电方式。若采用数据总路线供电方式，VDD应接地，这样可省一根线，但测浊的时间较长。GND：电源地。 温度与数字量的对应关系表如右表所示。(2)单片机80C52单片机内部有P0、P1、P2、P34个8位双向I/O口，其引脚如图1-8所示，外设与这
9、些端口可以直接连接，无需另外的接芯片。P0P3既可以按字节输入或输出，也可以按位进行输入或输出，共32条口线，其控制十分灵活方便。各个端口的结构功能有所不同。在自动浇灌系统的设计中主要用到了P0、P1、P3这3 个口。 1）P0口P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 80C51 RP1 VCC 图-10 P0口作输出口时需加上拉电阻 P0口每一位内部结构如图1-9所示，其基本功能是数据的输入与输出，此外在扩展程序存储器、外部数据存储器或I/O口时，作为数据总线和低8位地址总线。需要说明的是P0口作为输出口使用时，“控制”引脚为低，使场效应管VT1截止，
10、P0口实际上为漏极开路输出电路，因此需加上拉电阻，如图1-10所示；P0作为输入口使用时，必须首先写端口输出“1”，使VT2截止，否则如果VT2导通，在输入引脚数据时，引起的的高电平会被强制拉成低电平。2）P1口在自动浇灌系统设计中，P1.1与传感器DS18B20的DQ连接，将温度传感器上的值传送到单片机80C51在液晶屏上显示出来。3)P3口P3口险了双向I/O口功能外，还具有第二功能。在自动浇灌系统中P3.7、P3.6、P3.5不再是P3口的第二功能，RD、WR、T1是作为I/O口分别控制液晶模块的RS、R/W、E引脚，产生相应的时序信号。（3）TG12864B液晶屏BLK BLA VEE
11、 RST CS2 CS1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 E R/W D/I VO VDD VSS 图1-11 TG12864B模块引脚图 TG12864B是128*64点阵的液晶显示模块，能够显示各种字符（128个8*8点阵字符，或32个16*16点阵的汉字）或图形，具有8位标准数据总线及相应的控制信号，可与单片机接口直接相连。其外观及引脚排列如图1-11所示：其引脚功TG12864B液晶模块实际上是由左右两块独立的64*64点阵液晶屏拼接而成，每半屏有一个8*64*8bit DDRAM，左右半屏驱动电路及存储器分别由片选信号CS1和CS2选择。它可显示4行1
12、6*16点阵的汉字，每行显示8列，如果列号小于4，则显示在左半屏，否则显示在右半屏。TG12864B液晶模块内部没有字库，因此必须将ASCII的点阵信息放在程序存储器中，显示时根据ASCII值找到该字符的点阵码送到液晶显示模块DDRAM中。（4）蜂鸣器三极管主要是做驱动用的。因为单片机的IO口驱动能力不够让蜂鸣器发出声音，所以我们通过三极管放大驱动电流，从而可以让蜂鸣器发出声音，你要是输出高电平，三极管导通，集电极电流通过蜂鸣器让蜂鸣器发出声音，当输出低电平时，三极管截止，没有电流流过蜂鸣器，所以就不会发出声音。b) 软件设计i. 运行环境keil 2;Proteus;ii. 功能描述在低温时
13、，电磁阀始终关，浇灌时间为0分0秒；在常温时，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；在高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。从低温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；从常温进入高温时，浇灌时间为50分钟，浇灌次数间隔为4小时。从高温进入常温，浇灌时间为30分钟，浇灌次数间隔为8小时；响起音乐兰花草 从常温进入低温时，浇灌时间为0分0秒，阀关闭。1主程序模块功能：主要是要调用的函数的声明；变量的定义；根据温度，在该屏上逐行显示：温度、水龙头开关状态、浇灌时间等信息。2DS18B20温度采集模块功能：温度采集，通过温度传感器获取当前的温度值,再将温度值传到主程序中，然后在液晶屏显示相应的温度值。3汉字液晶屏显示状态信息模块功能：对液晶屏进行初始化、复位、打开显示、设置起始行、清屏。4定时器模块功能：实现记录不同温度段的浇灌时间及浇灌间隔时间等信息5控制电磁阀开/关模块功能：根据温度信息控制继电器吸合及断开，从而控制电磁阀的开关，实现浇灌与否。6响乐模块功能：单片机可以依据不同频率的脉冲信号 让蜂鸣器产生与音符相应的
