用8051单片机实现智能浇花

单片机与可编程器件
本文介绍如何在家庭或办公室中实现智能浇灌，并给出具体实现电路。

本方案选择简单的８０５１单片机，配以相应的外围电路完成土壤含水量检测和浇水控制过程。

系统硬件组成
整个系统由湿度传感器、液位传感
器、８０５１单片机、固态继电器ＳＳＲ、电磁阀、水箱等组成。

１．控制器电路
控制器电路如图１所示，芯片选用价
格低廉的８０５１单片机，ＡＤＣ０８０９与８０５１采用查询方式接口电路。

由于ＡＤＣ０８０９片内无时钟，可利用８０５１提供的地址锁存允许信号ＡＬＥ经Ｄ触发器二分频后获得。

ＡＬＥ脚的频率是８０５１微控制器时钟
频率的１／６，微控制器时钟频率采用６ＭＨｚ，则ＡＬＥ引脚的输出频率为１ＭＨｚ，再二分频后为５００ｋＨｚ，正好符合ＡＤＣ０８０９对时钟频率的要求。

由于ＡＤＣ０８０９具有三态锁存输出，故其８位数据输出引脚可直接与数据总线相连。

地址译码引脚Ａ、Ｂ、Ｃ分别与地址总线的低三位Ａ０、Ａ１、Ａ２相连，以选通ＩＮ０～ＩＮ７中的一个通道。

将Ｐ２．７作为片选信号，在启动Ａ／Ｄ转换时，由微控制器的写信号和Ｐ２．７控制ＡＤＣ的地址锁存和转换启动。

由于ＡＬＥ和ＳＴＡＲＴ连在一起，因
此，ＡＤＣ０８０９在锁存通道地址的同时也启动转换。

在读取数据结果时，用微控制器的读信号和Ｐ２．７引脚经一级或非门后，产生的正脉冲作为ＥＮＡＢＬＥ信号，用以打开三态输出锁存器。

用８０５１单片机实现智能浇花
・王 峰 马妍霞・
图１
２．电池电源监控系统
电池电源监控电路如图２所示。

电源
采用９Ｖ标准电池供电，由８０５１单片机
监测电池供电情况，当电压低于规定电压时ＭＡＸ６６６Ｃ／Ｄ的ＬＢＯ引脚向单片机的Ｐ２．６脚输入高电平驱动报警，表明需要换电池。

图２
单片机与可编程器件
数据采集是获取信息的一种重要手
段。

数据采集以传感器、信号测量与处
理、微型计算机等技术为基础形成了一
门综合的应用技术，它研究数据的采集、
存储、处理和控制等作业，具有很强的适
用性。

数据采集广泛应用于各个测试和控
制系统，数据采集系统的设计和实现包
括很多方面的内容，涉及的面也很广。

本
课题设计完成的是对炉温的多通道采集、
ＡＴ８９Ｃ２０５１在加热炉温度
采集系统中的应用
・广东工业大学自动化学院 夏益民・
・中国地质大学信息工程学院 杜　敏・
摘要：设计了一种以ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机为核心的加热炉温度采集系统。

给出了该温度采集系统的基本原理、电路结构和软件的实现过程。

３．报警电路
报警电路如图３所示。

８０５１的Ｐ２．５
脚输出矩形波驱动晶体管Ｑ１做开关用，
使蜂鸣器输入矩形波，发出声音。

为了实
现缺水和低电压两种报警，可以通过编
程实现输入两种不同频率的矩形波，发
出两种不同的声音。

４．工作原理
直接将传感器探测头插入待测土壤
中，将土壤湿度转化成相应模拟电压，将
该模拟电压分别送到ＡＤＣ０８０９的８个输
入端，　０＃湿度传感器的模拟电压输入通
道０，１＃湿度传感器的模拟电压输
入通道１，依次类推。

然后将通道
０～７的模拟电压转换成数字电压，
按电压－含水量公式，经过单片
机运算，得出实际的土壤含水量
值，与要求值比较，如小于要求值
则驱动相应电磁阀打开给花盆浇
水。

水箱内设置液位传感器，由
８０５１单片机监测水位变化，水位低
于规定值时报警，表明需要加水。

程序流程图
　程序流程图如图４所示，单片
机初始化后，首先检测电源电压是
否低于规定值，如低于规定值则报
警。

然后检测水箱内水位值是否低
于规定水位，若低于规定水位就报
警。

其后分别依次检测１＃～７＃花盆
的土壤湿度，如低于要求值，则设
计数值，打开电磁阀，开始计数，计
数完毕后关闭电磁阀。

在本刊的网
站（ｗｗｗ．ｅｌｅｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ）上给出了源程
序，供读者参考。

◆
图３
图４
数码管显示以及ＰＣ机对温度变化的曲线
图绘制。

设计采用了模块化的思想，条理
比较清楚，主要分为硬件原理图设计和
软件程序设计。

该系统设计简单、扩展和
接口方便、连线简单、操作容易、可靠性
也比较好，在多点温度检测中有很广泛
的应用前景，具有较强的使用价值。

就其
采样频率和分辨率来说属于中速类型，
适合对数据采样频率要求不是特别高的
应用场合。

系统硬件结构
１．硬件框图
本设计主要包括模拟信号采集、信
号调整放大、Ａ／Ｄ模数转换、ＣＰＵ控制处
理、ＰＣ机温度曲线图绘制与显示以及温
度的数码管显示６个模块，图１是结构框
图，图２是原理图。

该设计的大致工作流程从图２可以
看出为：。