基于单片机的智能浇灌控制系统
基于32单片机控制的智能灌溉系统
基于32单片机控制的智能灌溉系统随着农业现代化的发展,智能农业技术已经广泛应用于农田、果园和家庭菜园等各种农业生产场景中。
在这些应用中,智能灌溉系统是不可或缺的一部分。
基于32单片机控制的智能灌溉系统是一种高效、智能化的灌溉系统,能够根据土壤湿度、气温和植物生长状态等参数自动调整灌溉时间和水量,从而实现节水、增产、省力的目的。
本文将详细介绍基于32单片机控制的智能灌溉系统的原理、设计和实现。
一、系统原理基于32单片机控制的智能灌溉系统的原理主要由传感器、执行器、32单片机和控制算法组成。
1. 传感器:系统采用土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等多种传感器,用于监测土壤湿度、气温、湿度和光照等环境参数。
2. 执行器:系统采用电磁阀、水泵等执行器,用于控制灌溉水源的开关和水流量。
3. 32单片机:系统的核心控制器是一款32位的单片机,用于接收传感器的数据、控制执行器的动作,并根据预设的控制算法进行智能化的决策。
4. 控制算法:系统的控制算法主要包括灌溉规则的设定、土壤湿度的调控、气象数据的分析等,能够根据实时数据和预设的条件进行智能化的决策。
二、系统设计基于32单片机控制的智能灌溉系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计方面,系统需要设计传感器模块、执行器模块和32单片机模块。
传感器模块包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等,用于监测环境参数;执行器模块包括电磁阀、水泵等,用于控制灌溉水源的开关和水流量;32单片机模块需要选用一款性能稳定、功耗低、易于编程的32单片机作为系统的核心控制器,用于接收传感器的数据、控制执行器的动作,并根据预设的控制算法进行智能化的决策。
软件设计方面,系统需要设计传感器数据的采集和传输模块、控制算法的实现模块和用户界面模块。
传感器数据的采集和传输模块用于接收传感器的数据,并将数据传输给32单片机进行处理;控制算法的实现模块用于实现系统的控制算法,包括灌溉规则的设定、土壤湿度的调控、气象数据的分析等;用户界面模块用于显示系统运行状态、设置参数和实时交互。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计1. 引言1.1 背景介绍随着社会的发展和人口的增加,农业灌溉系统的自动化和智能化需求日益增加。
传统的人工浇灌方式存在效率低下、浪费资源等问题,迫切需要一种更加智能、高效的灌溉系统来满足农业生产的需求。
基于AT89C51单片机的智能灌溉系统设计,就是针对现有灌溉系统存在问题进行改进和优化而提出的一种解决方案。
AT89C51单片机是一种经典的8位单片机,具有较强的性能和稳定性,广泛应用于各种嵌入式系统中。
本设计旨在通过利用AT89C51单片机的强大功能,结合传感器技术和执行器控制,设计出一种智能的灌溉系统,实现对农作物根据土壤湿度和环境条件进行合理浇水的智能控制。
通过本设计的实施,不仅可以提高灌溉系统的自动化程度和智能化水平,提高农田灌溉效率和减少水资源的浪费,还可以为农业生产提供更加可靠的技术支持和保障。
相信这将对推动农业现代化和提高农业生产效益起到积极的推动作用。
1.2 研究意义智能灌溉系统是一种利用现代信息技术和自动控制技术,结合植物需水情况和环境条件,实现自动测量土壤湿度、控制灌溉水量和时间的系统。
随着城市化进程的加快和农田灌溉水资源的日益紧张,传统的人工浇灌方式已经难以满足农田灌溉的需求,而智能灌溉系统的引入将极大地提高农田灌溉的效率和节约用水。
研究智能浇灌系统的意义在于,通过运用现代化技术,提升农田灌溉的自动化程度,减轻农民劳动强度,提高水利设施利用率,降低用水成本,保护农田生态环境,促进农业可持续发展。
智能灌溉系统的研究将为农田灌溉提供一种新的解决方案,为农业生产提供更为稳定、高效的灌溉水源,为实现农业可持续发展作出贡献。
本研究旨在基于AT89C51单片机设计智能浇灌系统,探索其在农田灌溉中的应用,为提高农田灌溉效率,节约用水资源做出贡献。
通过对智能灌溉系统的设计与测试,验证其在实际农田灌溉中的可行性和效果,为农田灌溉技术的创新和发展提供一定参考。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计智能灌溉系统是一种集传感器、单片机、控制器等技术于一体的系统,可以根据土壤湿度、气温、光照等环境参数自动控制水泵的启停,实现对植物的科学浇水,提高农作物的产量和质量。
本文将介绍一种基于单片机的智能灌溉系统的设计。
一、系统框架本系统由传感器模块、控制器模块、单片机模块和执行器模块组成,其中传感器模块用于采集土壤湿度、气温、光照等环境参数,控制器模块用于实现对水泵的控制,单片机模块用于处理传感器采集的数据和控制器模块的指令,执行器模块则对水泵进行启停控制。
二、传感器模块传感器模块由土壤湿度传感器、温度传感器和光照传感器组成,分别用于采集土壤湿度、气温、光照等环境参数。
传感器部分采用数字信号输出,需要将其与单片机的数码管接口相连,以便将采集的数据传输到单片机模块。
三、控制器模块控制器模块主要由继电器和电容器组成,用于实现对水泵的控制。
当采集到的土壤湿度低于一定阈值时,控制器模块将通过继电器控制水泵启动,根据实际需要进行浇水,当土壤湿度达到一定阈值时,控制器模块会通过继电器控制水泵停止。
四、单片机模块单片机模块主要负责处理传感器采集的数据和控制器模块的指令,并将处理后的数据显示在数码管上。
单片机采用AT89C52单片机,因为其集成度高、体积小、低功耗等优点,比较适合本系统的应用。
五、执行器模块执行器模块主要由水泵组成,水泵的启停控制通过控制器模块实现。
六、系统流程(1)土壤湿度、气温、光照等环境参数通过传感器模块采集;(2)采集的数据通过单片机模块进行处理,并将处理后的数据显示在数码管上;(3)单片机模块将处理后的数据比较后,将控制器模块的指令传输到执行器模块,控制水泵的启停;(4)灌溉过程中,实时监测土壤湿度,并根据实际需要调整浇水时间和水量。
七、系统优势本系统具有以下优势:(1)系统采用数字信号传输,具有稳定性和可靠性;(2)系统采用继电器控制水泵,使系统的控制精度更高、更准确;(3)系统采用单片机模块处理数据和控制指令,实现了对系统的智能化控制。
基于52单片机的智能浇灌系统设计
基于52单片机的智能浇灌系统设计智能浇灌系统在现代农业生产中占据重要地位,可以帮助农民节省水资源,提高灌溉效率,增加农业产量。
本文设计的基于52单片机的智能浇灌系统,可以通过自动检测土壤湿度、温度、光照强度等参数,智能控制浇灌机器人进行灌溉,实现智能化的农业生产。
一、系统结构本设计的智能浇灌系统分为测量模块、控制模块、执行模块三个主要部分。
测量模块采集土壤湿度、温度、光照强度等数据,通过串口和控制模块通信传输数据。
控制模块负责接收测量模块发送的数据,进行处理,控制执行模块进行浇灌操作。
执行模块包括浇灌机器人、水泵、喷头等设备,通过控制模块的指令完成浇灌任务。
二、硬件设计1. 电源模块本系统采用直流供电方式,电源模块采用7805三端稳压器构成的升压模块,将直流供电电压升压至5V,为单片机及模块提供稳定供电。
2. 测量模块测量模块包括土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器,通过单片机的模拟口采集传感器数据并进行处理。
其中土壤湿度传感器和光照传感器采用模拟输出型传感器,温度传感器采用数字输出型传感器。
3. 控制模块控制模块采用AT89S52单片机,具有较高的性价比和稳定性。
单片机通过串口接收测量模块发送的数据,通过控制逻辑处理后,向执行模块发送指令,控制浇灌机器人进行灌溉操作。
控制模块还具有时间管理功能,可以根据预设的时间进行定时浇灌。
4. 执行模块执行模块包括浇灌机器人、水泵、喷头等设备。
浇灌机器人采用直流电机作为动力源,控制器通过PWM信号控制电机的转速和方向,实现机器人的运动控制。
水泵通过继电器进行控制,控制器根据水泵状态控制水流开关。
喷头通过舵机控制,控制器根据喷头状态控制舵机转动角度。
三、软件设计1. 主程序主程序采用C语言编写,具有数据处理、控制逻辑、时间管理等功能。
主程序通过串口接收测量模块发送的数据,经过处理后,根据预设的控制逻辑,控制执行模块进行灌溉操作。
主程序还设置了定时浇灌功能,可以根据时间进行自动浇灌。
基于单片机的模拟智能灌溉控制系统
摘要随着农业生产水平的不断发展以及全球水资源的日趋紧张,世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。
智能灌溉控制系统就是为了解决水资源不足、提高灌溉效率而发展起来的。
本文研究的单片机智能灌溉控制系统,是对土壤的温湿度进行实时监控,参考实际温度值设定适宜的湿度下限值,并按照设定的湿度值进行相应的灌溉。
该智能灌溉控制系统以STC89C52单片机为核心,主要由温湿度传感器DHT11模块、按键输入模块、显示模块、水泵模块等组成;软件选用C语言编程。
该系统的功能是:根据土壤湿度传感器检测到的土壤湿度,若检测到的土壤湿度值低于系统所设定的最低湿度值,系统则自动启动系统,进行灌溉。
通过对硬件实物的测试,系统能够比较成功的实现目标功能。
【关键词】单片机;传感器;LED显示;水泵;灌溉Simulator smart irrigation control system based on singlechip microcomputerAbstractAs the level of agricultural production and the continuous development of global shortage of water resources,countries in the world are actively exp loring effective ways and measures for water conservation.Intelligent irrigati on control system in order to solve the problem of water resources,improve t he efficiency of irrigation and developed.This paper studies theintelligen t irrigation control system,temperature and humidity in the soil was monit ored in real time,refer to the actual temperature value setting and humidit y limit appropriate value,according to the set humidity value for the cor responding irrigation.The intelligent irrigation control system based on STC89C52single chi p microcomputer as the core,mainly by the temperature and humidity sensor DHT11module,key input module,display module,pump module;soft wareused C language programming.The function of this system is: accordin g to thesoil moisture,soil moisture sensor to detect soil humidity,if the detected valueis lower than the lowest humidity system setting,automati c starting system,irrigation.By physical testing,system can realize the function of relatively successful.【Key words】Single-chip Microcomputer;Sensor;LED Display;Water Pump;Lrrigation目录1 绪论 ............................................ 错误!未定义书签。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计一、系统功能智能灌溉系统是一种基于单片机的自动控制系统,它能够根据土壤湿度和气象条件实时的调节灌溉设备,实现对农作物的智能管理。
系统的主要功能包括:1. 监测土壤湿度:通过土壤湿度传感器实时监测土壤湿度情况,及时了解土壤水分状况。
2. 控制灌溉设备:根据土壤湿度和气象条件,智能控制灌溉设备的启停,确保农作物得到适当的灌溉。
3. 天气预报功能:通过气象传感器获取气象数据,结合天气预报信息,提前做好灌溉计划,避免因天气变化而造成的过度或不足的灌溉。
4. 远程控制功能:通过手机APP或者网页端,实现对智能灌溉系统的远程监控和控制。
二、系统组成智能灌溉系统主要由控制器、传感器、执行机构、通信模块和供电模块等组成。
1. 控制器:控制器是系统的大脑,负责数据的处理和决策。
常用的单片机有Arduino、STM32等,通过编程实现对传感器和执行机构的控制。
2. 传感器:包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器等。
这些传感器通过测量环境参数,为控制器提供决策依据。
3. 执行机构:执行机构包括电磁阀、水泵等,负责根据控制器的指令,对灌溉设备进行启停控制。
4. 通信模块:通信模块可以选择WIFI模块、蓝牙模块或者LoRa模块,实现系统和用户之间的远程通信。
5. 供电模块:供电模块可以采用太阳能电池板、电池或者市电供电,保证系统的正常运行。
三、系统原理智能灌溉系统的工作原理是通过传感器采集环境参数数据,经过单片机的处理和分析,根据设定的灌溉策略,控制执行机构实现自动灌溉。
2. 数据处理:控制器接收传感器数据后,进行数据处理和分析,根据设定的灌溉策略,判断是否需要进行灌溉。
3. 控制执行机构:如果判断需要进行灌溉,控制器向执行机构发送指令,启动灌溉设备进行灌溉;如果判断不需要进行灌溉,控制器则停止灌溉设备。
4. 数据通信:系统可以通过通信模块与用户的手机APP或者网页端进行实时数据交互,用户可以远程监控系统运行状态,并对系统进行控制。
基于单片机控制的园林智能浇水系统设计
基于单片机控制的园林智能浇水系统设计1. 引言随着科技的不断进步,智能化技术在各个领域的应用越来越广泛。
园林浇水系统作为其中的一个重要应用领域,借助单片机控制技术,实现对植物的精确浇水,不仅提高了浇水的效率,还节约了水资源。
本文将详细介绍基于单片机控制的园林智能浇水系统的设计。
2. 系统设计目标和功能2.1 系统设计目标基于单片机控制的园林智能浇水系统的设计目标包括提高浇水的精确度、节省水资源、减少人工干预、提高园林维护的效率等。
2.2 功能(1)定时浇水功能:系统能够按照预设的浇水时间进行浇水,确保植物得到适量的水分。
(2)土壤湿度监测功能:系统能够实时监测土壤湿度,并根据湿度的变化自动调整浇水量。
(3)温度监测功能:系统能够监测环境温度,并根据温度的高低进行相应的浇水调整。
(4)人工控制功能:系统允许用户通过手机或其他设备进行浇水系统的手动控制。
3. 系统设计硬件和软件组成3.1 硬件组成(1)单片机:选择适合于园林浇水系统的单片机,如Arduino。
(2)传感器:包括土壤湿度传感器、温度传感器等。
(3)执行器:用于控制浇水的电动阀门或水泵等。
3.2 软件组成(1)单片机控制程序:根据传感器的信号和用户的设置,通过单片机的控制程序来实现对浇水系统的控制。
(2)手机APP或其他控制软件:与单片机进行通信,实现对浇水系统的远程控制和设置。
4. 系统工作原理4.1 土壤湿度监测和浇水控制流程通过土壤湿度传感器实时监测土壤湿度,如果湿度低于预设值,系统会自动打开电动阀门或水泵进行浇水;当湿度达到预设值时,系统会关闭电动阀门或水泵停止浇水。
4.2 温度监测和浇水调整流程系统通过温度传感器监测环境温度,当温度过高时,系统会增加浇水量以降低温度;当温度过低时,系统会减少浇水量以避免水分过多导致植物受损。
4.3 人工控制流程用户可以通过手机APP或其他控制软件对浇水系统进行手动控制,包括开启/关闭浇水以及调整浇水量等。
基于某单片机智能浇灌系统设计
基于某单片机智能浇灌系统设计智能浇灌系统是一种利用现代科技实现自动浇灌的系统,可以实现定时浇水、自动监测土壤湿度和温度等功能,以提高浇灌的准确性和效率,同时也节约用水。
本设计基于某单片机,实现智能浇灌系统的设计。
1. 系统框架设计该智能浇灌系统主要由单片机控制模块、输入输出模块、电磁阀模块、水泵模块和传感器模块组成。
其中,单片机控制模块作为系统的核心,负责控制整个系统的运行。
输入输出模块负责与用户交互,如调整浇水时间和浇水量等参数。
电磁阀模块控制系统的水流开关,水泵模块为系统提供水源,传感器模块用于监测土壤湿度和温度等。
2. 硬件设计(1)单片机选择本设计选用STM32F103C8T6单片机,具有较高的运算性能和丰富的外设接口。
(2)输入输出模块设计输入输出模块采用LCD1602屏幕和4x4矩阵键盘,用户可以通过矩阵键盘设置浇水时间、浇水量和浇水频率等参数。
屏幕显示实时土壤湿度和温度,并显示当前状态和设置参数。
(3)电磁阀模块设计电磁阀模块由2个5V直流电磁阀组成,分别控制两个出水口的水流开关,使其可以实现按需浇水的功能。
(4)水泵模块设计水泵采用直流水泵,连接电源和水箱,为系统提供水源。
(5)传感器模块设计传感器模块由土壤湿度传感器和温度传感器组成,分别连接引脚和单片机接口。
通过读取传感器的电信号,可以实时监测土壤湿度和温度等参数。
3. 软件设计本系统的软件设计主要包括三个部分:单片机控制程序、传感器采集程序和用户交互程序。
(1)单片机控制程序单片机控制程序通过从输入输出模块读取用户设置参数,控制水泵和电磁阀模块,同时读取传感器模块数据,计算土壤湿度和温度的变化趋势,根据设定的浇水条件进行自动浇水。
(2)传感器采集程序传感器采集程序负责读取土壤湿度和温度传感器的电信号,将其转换成数字信号,并发送到单片机控制程序。
(3)用户交互程序用户交互程序负责读取矩阵键盘的按键信号,并将用户输入的参数显示在LCD屏幕上,同时显示当前状态和设置参数。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计智能浇灌系统以AT89C51单片机为核心,是一种可以自动感知土壤湿度并进行灌溉的系统。
为了设计这一智能系统,需要连接传感器、执行器及微控制器,并编写相应的程序。
系统的主要硬件组成包括土壤湿度传感器、继电器、电磁阀和LCD显示屏。
土壤湿度传感器用于检测土壤湿度情况,继电器用于控制电磁阀的开启和关闭,电磁阀用于控制水的流动,LCD显示屏用于显示系统状态和数据。
需要将土壤湿度传感器连接到单片机的模拟输入引脚上。
传感器会将土壤湿度转换成模拟信号,单片机通过采样这个模拟信号来获取土壤湿度的值。
然后,需要将继电器连接到单片机的数字输出引脚上。
继电器可以通过被单片机控制来打开或关闭电磁阀。
当土壤湿度低于设定的阈值时,单片机将控制继电器闭合,从而打开电磁阀,让水流进入灌溉系统。
当土壤湿度达到设定的阈值时,单片机将控制继电器断开,电磁阀关闭,停止水的流动。
需要将LCD显示屏连接到单片机的相应引脚上。
LCD显示屏用于显示系统的状态和数据,包括土壤湿度值、水的流动状态等。
在软件方面,首先需要编写初始化程序,设置单片机的工作模式和引脚。
然后,需要编写传感器读取程序,通过对模拟输入引脚的采样来获取土壤湿度的值,并将其保存到内存中。
接着,编写控制程序,判断土壤湿度是否低于设定的阈值,并根据结果控制继电器的闭合和断开。
编写显示程序,将土壤湿度和系统状态等信息通过LCD显示出来。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计,可以通过对土壤湿度的感知和控制水的流动来实现自动的灌溉。
这种系统在农业生产中具有重要的应用价值,可以提高灌溉的效率和节约水资源的使用。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
本文介绍了一种基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计方案。
该系统可以自动感测
环境湿度,根据预设的阈值判断是否需要浇水,并控制水泵进行浇水操作,从而实现真正
的智能化浇灌。
首先,我们来看一下系统的硬件设计。
该系统主要由AT89C51单片机、水泵、湿度传
感器、LCD屏幕等组成。
其中,AT89C51单片机作为系统的核心,通过接收来自湿度传感器的信号,实时监测环境湿度,并控制水泵进行浇水。
LCD屏幕用于显示环境湿度和浇水状
态等信息。
其次,我们来看一下系统的软件设计。
首先,在系统上电后,AT89C51单片机会初始
化各个硬件设备,并在LCD屏幕上显示系统的主界面。
接着,单片机会进入一个无限循环中,不断监测环境湿度。
如果环境湿度低于预设的阈值,单片机就会向水泵发送控制信号,打开水泵开始浇水。
如果环境湿度高于预设的阈值,单片机就会向水泵发送停止信号,关
闭水泵停止浇水。
除了上述基本的功能,该系统还可以进行一些扩展。
例如,可以增加红外感应模块和
遮阳板,用于防止在晴天时灌溉。
还可以增加声音控制模块或者温度控制模块等功能,以
满足不同的需求。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计智能灌溉系统是一种能够根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉的系统,它能够提高作物的产量并减少水资源的浪费。
本文将介绍一种基于单片机的智能灌溉系统设计,该系统可以根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉,实现智能化的灌溉管理。
1. 系统结构设计智能灌溉系统主要由传感器、执行器、控制器和人机交互界面组成。
传感器用于感知土壤湿度和气象数据,包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
执行器用于执行灌溉操作,包括电磁阀、水泵等。
控制器则是系统的大脑,根据传感器采集的数据进行智能决策,并控制执行器进行灌溉操作。
人机交互界面可以让用户对系统进行监控和管理。
2. 智能决策算法智能决策算法是智能灌溉系统的核心,它能够根据土壤湿度和气象数据进行灌溉决策。
在这里我们使用模糊控制算法进行灌溉决策。
模糊控制算法是一种能够处理模糊信息的控制算法,它能够根据模糊的输入数据进行模糊的输出控制。
在我们的系统中,土壤湿度和气象数据是模糊的输入数据,而灌溉量是模糊的输出控制。
通过事先设定的模糊规则,系统可以根据土壤湿度和气象数据确定灌溉量,从而实现智能的灌溉决策。
3. 单片机控制在本设计中,我们选择使用Arduino单片机作为智能灌溉系统的控制器。
Arduino单片机具有丰富的接口和易于编程的特点,在智能灌溉系统中具有广泛的应用前景。
Arduino单片机可以通过传感器接口采集土壤湿度和气象数据,并通过执行器接口控制灌溉操作。
Arduino单片机还可以通过串口连接人机交互界面,进行系统监控和管理。
4. 人机交互界面人机交互界面是智能灌溉系统与用户进行交互的接口,它可以让用户对系统进行监控和管理。
在本设计中,我们选择使用LCD显示屏作为人机交互界面,用户可以通过LCD显示屏看到系统的工作状态和数据信息,并可以通过按钮进行操作。
5. 系统测试与优化在完成智能灌溉系统的硬件和软件设计后,我们进行系统测试与优化。
通过实验室和田间试验,我们可以测试系统的稳定性和灌溉效果,并对系统进行优化,不断提高系统的精度和可靠性。
基于32单片机控制的智能灌溉系统
基于32单片机控制的智能灌溉系统智能灌溉系统是一种利用自动化技术实现自动喷灌、自动浇灌或自动滴灌的系统。
这种系统可以有效地解决传统灌溉方式中的种种问题,如人工操作繁琐、精度不高、浪费水资源等。
本文将介绍一种基于32单片机控制的智能灌溉系统。
系统框架本系统的四个主要模块包括传感器模块、单片机控制模块、执行装置模块和人机交互模块。
传感器模块包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器和光线传感器,用于采集环境参数;单片机控制模块将传感器采集到的数据进行分析处理,并控制执行装置模块的工作;执行装置模块包括电磁阀和水泵,用于控制灌溉水流;人机交互模块包括显示屏和按键,便于用户进行操作,了解系统状态和参数。
系统原理本系统通过土壤湿度、温度、湿度和光照等参数的监测和分析来控制灌溉水流。
系统采集到土壤湿度小于一定值时,判断为土壤干燥,需要进行灌溉;当土壤湿度高于一定值时,灌溉结束。
同时,系统可以通过湿度传感器检测空气湿度,为植物提供适宜的环境条件。
系统还能够通过温度传感器和光线传感器检测环境温度和光照强度,控制灌溉时间和水流量,实现节水效果。
执行装置模块包括电磁阀和水泵,根据单片机控制模块的指令控制灌溉水流。
人机交互模块提供用户界面,实现系统参数的设置和显示等功能。
系统设计系统采用AT89S52单片机作为控制核心,支持A/D转换、脉冲宽度调制、串口通信等功能。
系统中的传感器模块通过模拟电路将传感器信号转换为模拟电压信号,AT89S52单片机通过A/D转换将其转换为数字信号。
系统中的执行装置模块采用电磁阀和水泵控制,AT89S52单片机通过脉冲宽度调制控制电磁阀和水泵的工作。
系统的人机交互模块采用LCD 液晶显示屏和按键,提供基本的用户交互功能。
系统实现首先,选择合适的传感器,包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器和光线传感器等。
然后设计采集电路,将传感器信号转换为模拟电压信号。
接下来,设计AT89S52单片机控制电路,并根据传感器采集到的数据,进行相关的信号处理,控制电磁阀和水泵的工作。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计随着农业现代化的不断发展,智能化灌溉系统越来越受到农业生产者的关注。
传统的人工灌溉方式不仅浪费了大量水资源,还无法根据作物的需水量进行精准灌溉。
基于单片机的智能灌溉系统应运而生,通过自动监测土壤湿度和环境温湿度,实现对植物的智能定量灌溉,有效节约水资源,并提高作物的产量和质量。
一、系统设计思路基于单片机的智能灌溉系统主要由土壤湿度传感器、温湿度传感器、单片机控制模块、执行模块和用户界面组成。
土壤湿度传感器用于监测土壤湿度,温湿度传感器用于监测环境温湿度,单片机控制模块负责数据采集和灌溉控制,执行模块用于控制灌溉设备的开关,用户界面用于实时监测和设置灌溉参数。
系统采用闭环反馈控制策略,根据监测到的土壤湿度和环境温湿度信息,通过单片机控制执行模块实现对植物的智能定量灌溉。
1. 传感器模块:(1) 土壤湿度传感器:采用数字式土壤湿度传感器,能够准确测量土壤湿度,并输出模拟电压信号。
2. 控制模块:单片机控制模块采用高性能低功耗的微控制器,具有较强的计算和控制能力,能够对传感器采集到的数据进行处理,并控制执行模块实现对植物的智能定量灌溉。
执行模块采用继电器或电磁阀等执行器件,通过单片机控制,实现对灌溉设备的开关控制。
4. 用户界面:用户界面采用液晶显示屏和按键开关,通过单片机控制,实现对灌溉参数的实时监测和设置。
单片机控制程序主要包括数据采集和灌溉控制两部分。
1. 数据采集:单片机通过模拟输入端口接收土壤湿度传感器输出的模拟电压信号,并通过数字输入端口接收温湿度传感器输出的数字信号。
然后,将采集到的土壤湿度和环境温湿度数据进行数字转换和处理,得到实际的湿度和温度数值。
单片机根据采集到的土壤湿度和环境温湿度数据,利用预先设定的灌溉参数,计算出当前植物的需水量。
然后,根据需水量控制执行模块实现对灌溉设备的开关控制,进而实现对植物的智能定量灌溉。
四、系统工作流程1. 初始化设置:用户通过界面设置灌溉参数,包括灌溉时间、灌溉间隔、触发湿度等。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计1.引言随着现代农业的发展,智能化农业已成为农业领域的一个重要方向。
智能浇灌系统是农业智能化的重要组成部分之一。
智能浇灌系统可以根据农作物的生长情况和环境条件,精确地控制灌溉水量和灌溉时间。
本文将介绍基于AT89C51单片机的智能浇灌系统的设计方案。
2.系统设计方案本文设计的智能浇灌系统主要由AT89C51单片机、湿度传感器、温度传感器、水泵和执行电路等组成。
AT89C51单片机作为系统的控制核心,通过采集湿度和温度传感器获取农作物的生长环境数据,然后根据预设的灌溉策略控制水泵进行灌溉操作。
3.硬件设计3.1 AT89C51单片机AT89C51单片机是一款高性能、低功耗的8位微控制器,具有丰富的外设接口和强大的计时/计数功能。
在本系统中,AT89C51单片机作为控制核心,负责采集传感器数据、控制水泵和执行其他操作。
3.2 传感器湿度传感器和温度传感器是系统中的重要传感器,用于采集农作物的生长环境数据。
湿度传感器可以检测土壤的湿度情况,温度传感器可以检测空气和土壤的温度情况。
通过这些传感器的数据,系统可以了解到农作物生长环境的实时情况,从而进行灌溉控制。
3.3 水泵和执行电路水泵是系统中的执行器,负责将水泵送到作物的根部。
在本系统中,水泵会根据AT89C51单片机的控制信号进行工作,以实现灌溉的自动化操作。
4.软件设计4.1 控制算法系统的控制算法主要包括传感器数据采集、数据处理和灌溉控制。
当传感器采集到土壤湿度低于设定值或者温度过高时,系统将开启水泵进行灌溉。
当土壤湿度达到设定值或者温度恢复正常时,系统将关闭水泵。
通过这样的控制算法,系统可以根据实际的环境数据进行智能化的灌溉控制。
4.2 编程在AT89C51单片机中,需要编写相应的程序来实现系统的功能。
程序主要包括传感器数据的读取、数据的处理和水泵的控制等功能。
在编程过程中,需要充分考虑系统的稳定性和实时性,以确保系统能够准确快速地对环境数据进行响应。
通过单片机实现智能化农田灌溉系统
通过单片机实现智能化农田灌溉系统智能化农田灌溉系统在近年来得到了广泛的关注和应用,其通过单片机的技术实现了农田灌溉的自动化和智能化。
本文将探讨通过单片机实现智能化农田灌溉系统的原理、优势以及应用前景。
一、智能化农田灌溉系统的原理通过单片机实现智能化农田灌溉系统的核心原理是利用传感器采集土壤湿度、气温、光照等环境信息,再通过单片机进行数据处理和控制,最终实现农田的自动浇灌。
具体实现过程如下:1. 传感器采集环境信息:智能化农田灌溉系统需要使用多个传感器来监测农田的环境信息。
土壤湿度传感器可以测量土壤中的水分含量,气温传感器可以测量农田的温度,光照传感器可以测量光照强度等。
这些传感器通过与单片机连接,将采集到的环境信息传输给单片机。
2. 单片机数据处理和控制:单片机接收传感器传来的环境信息后,进行数据处理和判断。
根据设定的阈值和灌溉需求,单片机可以判断出是否需要进行浇灌操作。
如果土壤湿度低于设定阈值,单片机会发出指令,控制水泵的开启,进行灌溉。
当土壤湿度达到设定阈值时,单片机会关闭水泵。
3. 系统实时监测和调整:智能化农田灌溉系统具备实时监测和调整的功能。
通过不断采集环境信息和与单片机的交互,系统可以实时监测农田的灌溉情况,并根据土壤湿度的变化进行调整,从而实现最佳的灌溉效果。
二、智能化农田灌溉系统的优势通过单片机实现智能化农田灌溉系统带来了许多优势,如下所述:1. 节约资源:传统的农田灌溉往往是根据经验进行人工浇灌,造成了大量水资源的浪费。
而智能化农田灌溉系统可以根据土壤湿度精确控制浇灌的时机和水量,有效节约了水资源。
2. 提高灌溉效率:智能化农田灌溉系统可以根据实时的环境信息和土壤湿度情况进行灌溉控制,确保每一次的浇灌都能达到最佳的效果,提高了农田的产量和质量。
3. 减轻劳动强度:传统的农田灌溉需要大量人力投入,劳动强度较大。
而智能化灌溉系统可以实现自动化操作,减少农民的劳动,提高工作效率。
4. 提升农业现代化水平:智能化农田灌溉系统的应用,是农业现代化的重要体现。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计1. 引言1.1 背景介绍背景介绍:智能灌溉系统是一种利用现代技术来实现自动控制灌溉的系统,其设计的初衷是为了提高农业生产效率和节约资源。
随着人口的增长和农田面积的减少,对于灌溉系统的需求越来越大。
传统的手动灌溉系统存在着浪费水资源、劳动成本高、效率低等问题,为此,我们需要一种更加智能化的灌溉系统来解决这些问题。
1.2 研究意义智能灌溉系统在农业生产中具有重要的应用价值,能够提高农作物的产量和质量,减少水资源的浪费,保护环境。
基于AT89C51单片机的智能灌溉系统设计,可以实现对灌溉系统的智能化控制和监测,提高农业生产效率和经济效益。
智能灌溉系统能够根据土壤湿度、气温、光照等环境因素实时调控灌溉水量和灌溉时间,实现精准灌溉,避免过度或不足灌溉造成的浪费或作物生长不良。
这对于提高农作物的生长速度和品质具有显著的促进作用。
智能灌溉系统还可以通过传感器实时监测土壤湿度、光照强度等信息,及时反馈到控制系统,实现智能化的决策和控制。
这有助于提高农田水资源利用率,减少水资源浪费,促进可持续发展。
基于AT89C51单片机的智能灌溉系统设计具有重要的研究意义和应用前景,将为农业生产的智能化发展提供有力支持。
2. 正文2.1 AT89C51单片机介绍AT89C51单片机是一款经典的8位单片机,由英特尔公司推出。
它采用MCS-51指令集架构,是一种低成本、高性能、低功耗的微控制器。
AT89C51单片机集成了CPU、RAM、ROM、I/O端口和定时器/计数器等功能模块,适用于各种嵌入式系统设计。
AT89C51单片机具有40个I/O端口,内置4KB的Flash程序存储器以及128B的RAM。
它还具有两个定时器/计数器、一个串行通信接口(UART)和一个8位ADC,可满足各种嵌入式系统对于处理能力和外设接口的需求。
在智能灌溉系统中,AT89C51单片机可以作为控制核心,通过外部传感器采集土壤湿度、光照强度等环境参数,并根据预先设定的控制算法控制灌溉水泵的开关,实现智能化的自动灌溉功能。
基于32单片机控制的智能灌溉系统
基于32单片机控制的智能灌溉系统智能灌溉系统是一种基于现代科技的智能化设备,通过采用32位单片机控制,可以实现对农田灌溉的自动化管理。
智能灌溉系统可以根据土壤湿度、气象条件和作物生长情况等多种参数进行智能化控制,从而实现精准、高效、节水的灌溉,提高农田水分利用率,保障作物生长的需要,提高农业生产效益。
本文将对基于32单片机控制的智能灌溉系统进行详细介绍。
一、系统设计方案1. 系统架构设计智能灌溉系统的总体架构包括传感器模块、控制模块、执行器模块以及人机交互界面,其中传感器模块用于采集土壤湿度、气象条件和作物生长情况等信息;控制模块采用32单片机进行智能控制;执行器模块根据控制模块的指令实现灌溉和施肥等操作;人机交互界面用于用户监控和设置系统参数。
整个系统采用分布式控制架构,传感器模块通过无线传感器网络与控制模块进行通信,从而实现对农田灌溉的智能化管理。
2. 控制算法设计智能灌溉系统的开发需要设计硬件和软件两方面。
硬件设计包括传感器模块、控制模块和执行器模块的选型和接口设计;软件设计包括控制算法的开发和人机交互界面的设计。
在32单片机的基础上,可以采用C语言进行程序开发,设计出稳定可靠的智能控制系统。
二、系统功能实现1. 智能化灌溉功能2. 作物生长监测功能智能灌溉系统可以通过传感器模块实时监测土壤湿度和作物生长情况,根据监测数据进行实时调整,保障作物生长的需要。
系统可以根据作物的生长阶段和需水量进行智能化的灌溉管理,从而提高作物的产量和质量。
3. 节水环保功能智能灌溉系统可以根据土壤湿度和作物需水量进行精准的灌溉管理,避免了传统灌溉系统中频繁浇水导致的水资源浪费。
系统还可以根据气象条件进行智能化控制,避免在雨天进行灌溉,进一步节约水资源。
智能灌溉系统的节水环保功能有助于保护生态环境,提高农田的水资源利用效率。
三、系统优势分析1. 精准高效2. 智能化管理3. 便捷高效智能灌溉系统可以通过人机交互界面实现对系统的监控和设置,用户可以随时随地了解灌溉系统的工作状态,进行灌溉参数的调整,保障农田灌溉的便捷高效管理。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计一、引言随着社会的进步和科技的发展,人们对生活品质的要求也越来越高,其中包括对植物的养护和管理。
由于人力、物力、财力等方面的限制,传统的人工浇灌方式已经无法满足现代人们对植物养护和管理的需求。
设计一种基于AT89C51单片机的智能浇灌系统势在必行。
本文拟围绕这一主题,对基于AT89C51单片机的智能浇灌系统进行详细的设计。
二、智能浇灌系统的设计背景随着城市化进程的不断加快,城市绿化已经成为了城市建设的重要环节。
而城市绿化离不开对植物的充足浇水,这就需要一种能够自动浇水的智能浇灌系统。
智能浇灌系统可以根据植物类型、环境温度、土壤湿度等参数进行浇水,能够精准地控制植物的浇水量,有助于提高浇水效率,减少浪费,为城市绿化事业提供技术支持。
三、智能浇灌系统的功能需求1. 自动检测土壤湿度:系统需要能够实时检测植物生长的土壤湿度,以便根据不同植物的需水情况进行浇水。
2. 根据植物需水情况进行浇水:系统需要能够根据不同植物的需水情况自动进行浇水,确保植物能够获得足够的水分。
3. 定时浇水:系统需要能够根据设定的时间进行浇水,保证植物能够得到定量的水分。
4. 超湿保护:当土壤湿度超过一定值时,系统需要停止浇水,防止植物过湿。
5. 低电量报警:系统需要能够监测电池电量,并在电量不足时进行报警提示。
四、智能浇灌系统的硬件设计1. 湿度传感器:使用湿度传感器检测土壤湿度,选用数字式湿度传感器,能够将数据直接传输给单片机进行处理。
2. 控制阀门:使用电磁阀门进行水源的控制,能够根据单片机的信号进行开关控制,实现自动浇水。
3. 温湿度传感器:使用温湿度传感器检测环境温度和湿度,根据环境情况调整浇水量。
4. AT89C51单片机:作为系统的核心控制器,实现对各个传感器的控制和数据处理。
五、智能浇灌系统的软件设计1. 传感器数据获取:编写程序实现对湿度和温湿度传感器数据的获取。
2. 数据处理:根据获取的数据进行相应的处理,包括对土壤湿度的判断和对浇水量的控制。
基于单片机的智能浇灌控制系统
智能浇灌控制系统设计1 系统的外围设备设计1.1 系统示意图图1 智能浇灌控制系统示意图1.2 外围设备选型(1)土壤湿度传感器: TR-5型 土壤水分传感器 测量参数: 土壤容积含水量 ·单 位: %(m3/m3) ·量 程: 0~100%(m3/m3)·精 度:0~50%(m3/m3)范围内为±2%(m3/m3)·分 辨 率: 0.1%(m3/m3 )·测量区域: 90%的影响在围绕中央****的直径3cm 、长为6cm 的圆柱体内 ·稳定时间: 通电后约1秒·响应时间: 响应在1秒内进入稳态过程·工作电压: 电流输出为12V —24V DC,电压输出为5V DC ·工作电流: 50~70mA ,典型值50 mA ·输出形式: a: 0-5VDC;b: 0~20mA;c: RS232/RS485网络通讯 ·密封材料: ABS 工程塑料 ·材料:不锈钢或铜·电缆长度: 标准长度5m太阳能电池板·遥测距离:小于1000米产品特点1)高稳定性,安装维护操作简便。
2)支撑的材料为环氧树脂,强度和寿命得到保证。
3)密封性好,可长期埋入土壤中使用,且不受腐蚀4)采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强,传送距离远,测量精度高,响应速度快。
5)土质影响较小,应用地区广泛,价格低廉,适合中国国情。
(2)控制器:AT89C51单片机(3)A/D转换器:ADC0809是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。
主要特性1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时)4)单个+5V电源供电5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40~+85摄氏度7)低功耗,约15mW。
基于单片机控制的智能灌溉系统设计
基于单片机控制的智能灌溉系统设计摘要:随着环保意识的提高和城市化的不断推进,对于生态环境的保护和土地资源的合理利用变得日益重要。
智能灌溉系统是一种高效、节约资源、减少人力投入、降低成本的新型灌溉方式。
本文基于单片机控制的智能灌溉系统设计方案,通过选用合适的硬件平台、传感器和控制算法来实现自动智能控制和数据采集,实现对农田的灌溉和水肥管理的自动化,提高农田利用率,节约资源,以保障农业生产的发展和生态环境的改善。
关键词:智能灌溉系统、单片机控制、灌溉管理、自动化控制、数据采集一、引言随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,对于食品供应和农业生产水平的要求也越来越高。
无论是为了满足国家的粮食需求,还是为了保障人们的健康和生活安全,农业生产的发展显得格外重要。
然而,受自然环境和经济制约,农业生产的高效和规模化一直是制约农业发展的重要因素。
传统的灌溉方式依赖于人工操作,存在大量的人力资源浪费、水资源浪费和不稳定的管理问题。
因此,智能灌溉系统得到了越来越多的关注和应用,成为现代农业生产的重要一环。
二、智能灌溉系统硬件设计智能灌溉系统的设计包括硬件、软件和控制算法三个方面,本文重点对硬件设计进行讲述。
基于单片机控制的智能灌溉系统硬件包含传感器部分和控制器部分两个基本部分。
2.1 传感器部分设计智能灌溉系统需要使用多种传感器来实现对于土壤湿度、气温、空气湿度、光照强度等环境因素的准确检测,这些检测将作为控制决策的依据。
常用的传感器有土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
本文选用黑色土壤湿度传感器和DHT11温湿度传感器作为实验材料,黑色土壤湿度传感器是一种直接放入泥土中进行检测的传感器,通过检测泥土中的电阻率变化来检测土壤湿度;DHT11温湿度传感器是一种数模转换器,用于测量相对湿度和温度。
这两种传感器可以为系统提供准确可靠的数据,并通过模拟到数字转换器将数据输出到控制器。
2.2 控制器部分设计智能灌溉系统的控制器是实现自动化控制和数据交换的重要部分,一般包括单片机、触摸屏、执行器和数据传输模块等组成。
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智能浇灌控制系统设计1 系统的外围设备设计1.1 系统示意图1.2(1·单·量·精·分辨·测量区域:90%的影响在围绕中央****的直径3cm、长为6cm的圆柱体内·稳定时间:通电后约1秒·响应时间:响应在1秒内进入稳态过程·工作电压:电流输出为12V—24V DC,电压输出为5V DC·工作电流:50~70mA,典型值50 mA·输出形式:a: 0-5VDC;b: 0~20mA;c: RS232/RS485网络通讯·密封材料:ABS工程塑料·材料:不锈钢或铜·电缆长度:标准长度5m·遥测距离:小于1000米产品特点1)高稳定性,安装维护操作简便。
2)支撑的材料为环氧树脂,强度和寿命得到保证。
3)密封性好,可长期埋入土壤中使用,且不受腐蚀4)采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强,传送距离远,测量精度高,响应速度快。
5)土质影响较小,使用地区广泛,价格低廉,适合中国国情。
(2)控制器:AT89C51单片机太阳能电池板(3)A/D转换器:ADC0809是目前国内使用最广泛的8位通用A/D芯片。
主要特性1)8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs(时钟为640kHz时),130μs(时钟为500kHz时)4)单个+5V电源供电5)模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40~+85摄氏度7)低功耗,约15mW。
(4)电磁阀:DF-25 电磁阀最高工作压力:0.8MPa1)工作压差:0.03MPa~0.8MPa(其中φ3、φ5为直动式0~0.6MPa)2)环境温度:-10~+50℃3)介质温度:0~75℃4)电压AC:380V; 220V; 36V/50Hz DC:12V;24V;110V;220V5)绝缘等级:B级6)功率:φ5~φ20 12W φ25~φ100 15Wφ125~φ150 30W7)线圈温升:≤80℃8)电源允许波动:-15%~+10%9)工作介质:液体气体油〈20CST10)安装方式:介质流向和电磁阀箭头保持一致,线圈向上,允许倾斜度小于30°11)响应时间:φ3~φ50≤1秒关≤2秒φ65~φ150≤3秒关≤5秒2 系统主要硬件电路设计2.1 单片机控制系统原理图2 单片机控制系统原理框图2.2 单片机主机系统电路AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员,是8051单片机的简化版。
内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器,和Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。
由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中,因此,AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统,省去了外部的RAM、ROM和接口器件,减少了硬件开销,节省了成本,提高了系统的性价比。
图3 单片机主机系统图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3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和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,晶振频率选6MHz oRESET2.2.2复位电路为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器,必须采用复位的方式,复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初始状态开始正常工作。
单片机的复位是靠外电路来实现的,在正常运行情况下,只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平,即可引起系统复位,但如果RST引脚上持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。
复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH,堆栈指针SP置为07H, SBUF内置为不定值,其余的寄存器全部清0,内部RAM的状态不受复位的影响,在系统上电时RAM的内容是不定的。
复位操作有两种情况,即上电复位和手动(开关)复位。
本系统采用上电复位方式。
图3中R9和Cl组成上电复位电路,其值R取为1KQ, C取为1pF.2.2.3数据存储器的扩展电路AT89C51单片机外接数据RAM时,P2口输出存储器地址的高8位,PO口分时输出地址的低8位和传送指令字节或数据。
PO口先输出低8位地址信号,在ALE有效时将它锁存到外部地址锁存器中,然后PO口作为数据总线使用,此处地址锁存器选用74LS373,实际电路图连接如图4所示。
图4数据存储器的扩展电路2.3数据采集处理电路ADC0809是一种8位逐次逼近式A/D转换器,内部具有锁存控制的8路模拟开关,外接8路模拟输入端,可同时对8路0-5V的输入模拟电压信号分时进行采集转换,本系统只用到INO和INl两路输入通道。
ADC0809转换器的分辨率为8位,最大不可调误差小于士1LSB,采用单一+5V供电,功耗为15mW,不必进行零点和满度调整。
由于ADC0809转换器的输出数据寄存器具有可控的三态输出功能,输出具有TTL三态锁存缓冲器,故其8位数据输出引脚可直接和数据总线相连。
A/D转换器需外部控制启动转换信号方能进行转换,这一启动转换信号可由CPU提供,不同型号的A/D转换器,对启动转换信号的要求也不同,分脉冲启动和电平启动两种,ADC0809采用脉冲启动转换,只需给A/D转换器的启动控制转换的输入引脚((START)上,加入正脉冲信号,即启动A/D转换器进行转换,转换开始后,转换结束信号输出端(EOC)信号变低,转换结束时,EOC返回高电平,以通知主机读取转换结果的数字量,这个信号可以作为A/D转换器的状态信号供查询,也可以用作中断请求信号。
图5数据采集处理电路本系统中ADC0809和AT89C51单片机的接口如图5所示,采用等待延时方式。
ADC0809的时钟频率范围要求在10-1280kHz , AT89C51单片机的ALE脚的频率是单片机时钟频率的1/6,因此当单片机的时钟频率采用6MHz,ADC0809输入时钟频率即为CLK=1MHz,发生启动脉冲后需延时100Us才可读取A/D转换数据。
如图5连接方式,ADC0809的8位数据输出引脚可直接和数据总线相连,地址译码引脚A, B, C分别和74LS373的A, B, C相连,以选通INO- IN7中的一个通道。
AT89C51的p 2.6作为片选信号,在启动AM转换时,由单片机的写信号WR和p2.。
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,在读取转换结果时,用单片机的读信号RD和p2.。
引脚一级或非门产生的正脉冲作为OE信号,用以打开三态输出锁存器。
2.4LED显示系统电路微机化测控系统中常用的测量数据的显示器有发光二极管显示器(简称LED或数码管)和液晶显示器(简称LCD)。
这两种显示器都具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点,本系统输出结果选用4个LED显示。
LED数码管的外形结构如图6,外部有10个引脚,其中3, 8脚为公共端也称位选端,其余8个引脚称为段选端,当要使某一位数码管显示某一数字((0-9中的一个)必须在这个数码管的段选端加上和数字显示数字对应的8位段选码(也称字形码),在位选端加上低电平即可。
由于系统要显示的内容比较简单,显示量不多,所以选用数码管既方便又经济。
LED有共阴极和共阳极两种。
如图6所示。
二极管的阴极连接在一起,通常此公共阴极接地,而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起,接入+5V的电压。
一位显示器由8个发光二极管组成,其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划(段)a~g,另一个小数点为dp发光二极管。
当在某段发光二极管施加一定的正向电压时,该段笔划即亮;不加电压则暗。
为了保护各段LED不被损坏,需外加限流电阻。
符号和引脚 共阴极 共阳极图6 LED 数码管结构原理图因AT89C51单片机I/O 口资源有限,必须对其Il0口进行扩展才能满足实现系统功能,如图7所示为用8155扩展1/0口的4个8位LED 动态显示器,显示扫描由程控实现,其中PA 口输出字型码,PC 口输出位选信号即扫描信号,图中片选线CE 和AT89C51的P2.7口相连,IO/ M 选通输入线和P2.4口相连,该系统中当P2.7=0且P2.4 =1时,选中8155芯片内三个I/O 口。
相应的端口地址分配如表4-1:表4-1 8155端口地址分配图7 显示电路 2.5超限报警电路 为了在某些紧急状态或反常状态下,能使操作人员不致忽视,以便及时处理,往往需要有某种更能引起人们注意提起警觉的报警信号产生,这种报警信号通常有三种类型:闪光报警、鸣音报警、语音报警,本系统采用简单易行的声光报警电路。
如图8所示报警电路,报警设备选用压电式蜂鸣器,它约需要10mA 的驱动电流,只需在其两条引线上加3一15V 的直流电压,即可产生3KHz 左右的蜂鸣声音,图中蜂鸣器的一端接在高电平+SV ,另一端接Pl.0,在初态Pl.0始终输出高电平1,当需要报警时,程序对其端口清零即可,声音的长短可用延时程序控制实现。
图中接入的发光二极管LED 为超高线报警器,当P1.1端输出为低电平“0”时,二极管导通,灯亮发出报警信号。
图8报警电路3系统的软件设计系统软件程序设计主要包括:主程序设计,采样子程序设计,数据处理程序,显示子程序,串口通信程序等。
各芯片地址编码为:RAM6116: OFOOOH-OF7FFH 81551/0口:7FF8H - 7FFDHADC0809: OBFF8H-OBFFFH3.1 系统主程序设计在主程序设计时考虑到扩展性强、识别性高、实时性强的原则,设计主程序,使其易于读取反应迅速。
3.2采样子程序设计根据电路图5,因EOC未接入单片机,故只能采用延时等待的方法来读取A/D转换结果,ADC0809的INO和INl两个地址分别是OBFF8H, OBFF9H, INO通道采集到的11个数据放入以ADTURNO(片内21H)为首址的一片数据区内,IN1通道采集到的11个数据放入以ADTURN1(片内2CH)为首址的另一片数据区内。