模拟灌溉系统设计报告模板

湖北经济学院信息工程学院

综合设计报告

课题名称：模拟灌溉系统设计

指导教师：***

学生班级：通信Q1241

学生姓名：**

学号：********

同组学生：李盛龙

学生院系：信息工程学院

2015年1月29日

目录

（黑体三号居中）

摘要------------------------------------------------------------------------------------------------1

一、综合设计目的------------------------------------------------------------------------------

二、设计内容及要求-----------------------------------------------------------------------

三、模拟灌溉系统的设计------------------------------------------------------

四、系统程序------------------------------------------------------

五、综合设计体会和感受----------------------------------------------------------------------- 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------

摘要

关键字：

I2C总线协议：

1、只有在总线空闲时才允许启动数据传送；

2、在数据传送过程中，当SCL=1时，数据线SDA必须保持稳定状态，不允许有跳变；SCL=1时，数据线SDA的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号；

起始信号

时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA电平从高到低的跳变作为I2C总线的起始信号。

停止信号

时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号

DS1302自动时钟芯片：

1 DS130

2 简介：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。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302的外部引脚分配如图1所示及内部结构如图2所示。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系统中。

EEPROM：

利用I2总线，作为可擦除逻辑器件存储数据。

模拟灌溉系统

一、综合设计目的

1、掌握综合性单片机应用系统的开发与设计

2、掌握时钟芯片DS1302的原理与应用

3、掌握I2C总线器件E2PROM的原理与应用

4、掌握I2C总线器件PCF8591的原理与应用

二、设计内容及要求

1.1 自动工作状态，根据湿度数据自动控制打开或关闭灌溉设备，以 L1点亮指示；

1.2 手动工作状态，通过按键控制打开或关闭灌溉设备，以 L2点亮指示；

1.3 系统上电后处于自动工作状态，系统初始湿度阈值为 50%，此时若湿度低于50%，灌溉设备自动打开，达到 50%后，灌溉设备自动关闭；

1.4 灌溉设备打开或关闭通过继电器工作状态模拟。

2. 数码管单元

时间及湿度数据显示格式如图 2所示：

0 8 - 3 0 8 0 5

时（8时）分隔符分（30分）熄灭湿度(5%)

数码管 DS1 数码管 DS2

图 2. 显示格式（8点 30分，土壤湿度 5%）

3. 报警输出单元

系统工作于手动工作状态下时，若当前湿度低于湿度阈值，蜂鸣器发出提示音，并

可通过按键 S6关闭提醒功能。

4. 功能按键

2.1 按键 S7设定为系统工作状态切换按键；

2.2 手动工作状态下按键 S6、S5、S4功能设定如下：

按下 S6关闭蜂鸣器提醒功能，再次按下 S6打开蜂鸣器提醒功能,如此循环；

S5功能设定为打开灌溉系统；

S4功能设定为关闭灌溉系统。

2.3 自动工作状态下按键 S6、S5、S4功能设定如下：

S6功能设定为湿度阈值调整按键，按下 S6后，进入湿度阈值调整界面(如图 3 所示)，此时按下 S5为湿度阈值加 1，按下 S4湿度阈值减 1，再次按下 S6后，系

统将新的湿度阈值保存到 EEPROM中，并退出湿度阈值设定界面。

- - 8 8 8 8 5 2

湿度阈值设置提示符熄灭湿度阈值(52%)

数码管 DS1 数码管 DS2

图 3. 湿度阈值设定界面

5. 实时时钟

大赛组委会版权所有，未经允许，不得转载。

3 / 4

“模拟智能灌溉系统”通过读取 DS1302 时钟芯片相关寄存器获得时间，DS1302 芯片时、分、秒寄存器在程序中设定为系统进行初始化设定，时间为 08时 30分。

6. 湿度检测单元

以电位器 Rb2输出电压信号模拟湿度传感器输出信号，且假定电压信号与湿度成正

比例关系 H湿度 = KV Rb2（K为常数），Rb2电压输出为 5V时对应湿度为 99%。

7. EEPROM存储单元

系统通过 EEPROM存储湿度阈值，自动工作状态下，可通过按键 S6、S5、S4设置

和保存阈值信息。

8. 电路设计部分

使用 PTC热敏电阻、场效应管、继电器及简单阻容元件设计“智能灌溉系统”中置

于电机内部的过热保护电路，当电机内部温度超过 70℃，断开电机电源，设计电路

原理图并简述设计思路与电路工作原理。

PTC热敏电阻参数说明：

当温度小于 68℃时，热敏电阻阻值小于 100欧姆;温度超过 68℃后，电阻值随温度

升高呈阶跃性增高，温度到达 70℃后，热敏电阻阻值接近 10kΩ。

三、模拟灌溉系统的设计

1、模拟灌溉系统原理图

在PROTEUS仿真软件中完成模拟灌溉系统原理图的设计。原理图中8位数码显示器为共阴极的显示器;SPI总线器件DS1302为时钟芯片；I2C总线器件