自动浇花系统设计毕业论文

DHT-11可通过I2C 总线直接输出数字量湿度值,从其相对湿度输出特性曲线中可以看出,DHT11 的输出特性呈一定的非线性,为了补偿湿度传感器的非线性以获取准确数据,可按式（3-1）修正湿度值:

[]linear RH =2321RH

RH SO c SO c c ++ ()13- 式中,SORH 表示传感器相对湿度测量值,系数取值分别如下:

12位时：6321108.2,0405.0,4-⨯-==-=c c c ；

8位时： 4321102.7,648.0,4-⨯-==-=c c c 。

（3）温度值输出

DHT-11温度传感器的线性非常好,可用下列公式（3-2）将温度数字输出转换成实际温度值T :

T SO d d T 21+= ()23-

式中，T SO 表示传感器温度测量值。当电源电压为5V ，温度传感器的

分辨率为14位时，401-=d ，01.02=d ；当温度传感器的分辨率为12位时，401-=d ，04.02=d 。

图2-3 相对湿度输出特性曲线图

2.4 土壤湿度采集模块

Bardolino Moisture Sensor 土壤湿度传感器可用于检测土壤的水分，

当土壤缺水时，传感器输出值将减小，反之将增大，使用AD转换器读取它的值,然后传送给单片机，单片机根据数值大小来判断是否该浇水。

AD采用了TLC2543，TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于是串行输入结构，能够节省Bardolino系列单片机I/O资源，且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。

2TLC2543的特点:

（1）12位分辩率A/D转换器；

（2）在工作温度围10μs转换时间；

（3）11个模拟输入通道；

（4）3路置自测试方式；

（5）采样率为66kbps；

（6）线性误差±1LSBmax；

（7）有转换结束输出EOC；

（8）具有单、双极性输出；

（9）可编程的MSB或LSB前导；

（10）可编程输出数据长度。

图2-4 土壤湿度传感器

2.5 光照强度采集模块

光照采集采用了光敏电阻，根据光敏电阻阻值说光照强度的不同，而

大小不一样这一特性采用电阻分压的方式采集光敏电阻两端电压值，经AD 转换读取数据，根据AD值求出光照强度。

2.6 时间显示模块

DS1302是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态 RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和 RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。

2.7 显示模块

显示部分采用了一块12864中文字库液晶。12864液晶显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，置国标GB2312码简体中文字库（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机，8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能，如光标显示、画面移位、睡眠模式等。

图2-7 12864液晶显示图

2.8 水量提示模块

水箱装有红外检测器，水位过低时，红外被促发，系统记录下标志，系统会立刻提示用户加水。原理说明：当没有物体反射红外线时，Ce之间截止，无电流流过，输出电压为电源电压，高电平；当有物体反射红外线时，be饱和导通Ce也就导通了，输出端就相当于接地，输出电压为低电平。

2.9 存储模块

存储芯片采用AT24C02。AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器，该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

2.10 浇水模块

水部分采用了一个G1/4 2分口径电磁阀，单片机通过分析采集来的信息控制继电器的开断进而控制电磁阀的通断。

图2-10 浇水模块图

2.11 电源模块

本系统创新性的加入了电源模块，不用再为不好供电而发愁。由于要12864液晶和功率较大的电磁阀本系统的稳压芯片才用了功率较大抗干扰强的LM2596和LM7812。

LM2596系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它含固定频率振荡器（150KHZ）和基准稳压器（1.23v），并具有完善的保护电路：电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。提供有3.3V、5V、12V及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。

图2-11 LM2596芯片图

LM2596系列开关稳压集成电路的主要特性如下：

（1）最大输出电流：3A ；

（2）最高输入电压：37V ；

（3）输出电压：3.3V、5V、12V及（ADJ）等，最大输出电压37V ；

（4）震荡频率：150KHZ ；

（5）转换效率：75%~88%（不同电压输出时的转换效率不同）；

（6）工作温度围围：-40℃~+125℃；

（7）工作模式：低功耗/正常两种模式。可外部控制；

（8）工作模式控制：TTL电点评相容；

（9）所需外部组件：仅四个（不可调）；六个（可调）；

（10）器件保护：热关断及电流限制；