自动浇花器设计

引言
目录
一、 引言 1
（一） 智能电子浇花器的发展背景 1
（二） 智能电子浇花器的发展现状 1
（三） 主要内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 单片机芯片简介 3
（二） 土壤含水量传感器简介 3
（三） ADC0832型A/D简介 4
（四） LCD1602型显示器简介 4
（五） 蜂鸣器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 智能浇花器系统框图设计 6
（二） AT89C51单片机最小系统电路设计 6
1. 复位电路设计 7
2. 时钟电路设计 7
（三） 土壤含水量电路设计 7
（四） 模数转换电路设计 8
（五） 液晶显示电路设计 9
（六） 蜂鸣器电路设计 9
（七） 按键电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 智能浇花器主程序流程设计 11
（二） 液晶显示流程设计 11
1. 写数据的操作 12
2. 写指令的操作 12
（三） 模数转换流程设计 13
（四） 蜂鸣器驱动流程设计 14
五、 实物安装 16
总结与展望 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 实物图 23
附录四 元件列表24
引言
智能电子浇花器的发展背景
智能电子浇花器的发展现状
当前国内外都已上手了对智能浇花器系统的核心推向市场研究技术，完成一款高性价比的控制系统已不再是问题，而眼下的主要问题焦点在于如何完成智能浇花器系统的组网化和多传感器化，这两个问题的关键点在于通过当前飞速发展的无线网络技术以及智能传感器技术的内部设计，使多个智能浇花器控制系统之间能够通过无线链路共享参数数据，实现之间的协同作业。纵观单片机技术的发展历史来看，这二 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072* 
十年间处理器芯片在性能和处理速度上取得了长足的发展，而这些进步对于智能浇花器控制系统的发展起到了至关重要的推动作用，至今日为止，主控芯片的发展速度一直没有停止过，在未来十年间，64位单片机会被推出而且倾向成熟，而控制器作为智能浇花器系统的核心芯片，其进步也将是智能浇花器控制系统的发展。
主要内容
本课题将要完成的研究内容为：
1、设计AT89C51单片机主控电路，并通过设计复位电路和晶振电路两个子电路，来构成单片机最小系统，实现对蜂鸣器、液晶屏、模数转换器等主要电路的驱动；
2、设计LCD1602液晶屏电路，实现对智能浇花器系统运行过程中的参数进行高清晰度显示；
3、设计ADC0832模数转换器电路，实现对前级电路输出的模拟电压进行采集并转换成数字信号；
4、设计有源蜂鸣器电路，实现对智能浇花器系统的报警功能；
5、设计土壤含水量传感器电路，实现对周围环境土壤含水量强度的检测
通过对这些电路的配置，构建了一款能够点阵显示、模数转换、报警和土壤含水量检测等性能的智能浇花器系统。
方案设计及元器件选择
单片机芯片简介
智能浇花器系统的核心电路部分必需一种具有高性能运算内核的处理器芯片来担任，这款器件的性能高低将牵制着智能浇花器控制系统的功效高低与否。为实现对智能浇花器系统中每一个必要模块的高效控制和驱动，这个系统必需应用AT89C51来当作核心电路部分。AT89C51具有4k字节容量大小的FLASH和256字节大小的RAM，下图是AT89C51的实物图。


图1 单片机芯片
土壤含水量传感器简介
土壤含水量传感器是电子系统（尤其是C51系统）中一种较常使用的高性价比土壤含水量传感器，该器件具有土壤含水量与电压大小之间成严格的线性变化，测量结果非常贴合实际等优秀性能，线性度非常好，其阻抗变化与土壤含水量之间成正比例关系，土壤含水量传感器可以将土壤含水量的变化转换成电压信号，通过AO管脚输出模拟电压值来表示土壤含水量的强弱。该器件在供电方面使用+5V电压，此电平与控制系统中的其它芯片或模块能够兼容，一般在控制系统无需特别的电源处理电路，因此对于电路的构建是极有好处的。


图2 土壤含水量传感器模块
ADC0832型A/D简介
由于要实现智能浇花器控制系统输入的模拟电压转换为数字信号的指标，选择了下图所示的ADC0832，这款器件使用DC5V电压供电，这个供电电源电压与系统里的其它芯片共同使用相同电压值，能够极大简化系统的电源管理方案设计。

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