单片机的土壤湿度计的设计
摘 要 1一、绪论 2（一）课题研究的背景 2（二）发展前景与现状 2二、整体设计 3三、硬件设计 3（一）核心控制电路 3（二）液晶显示电路 5（三）湿度传感器电路 6（四）独立按键电路 7（五）电源模块电路 8（六）报警电路 8四、软件设计 9（一）主程序流程图 9（二）LED显示子程序流程图 10（三）声光报警子程序流程图 10五、硬件安装及测试 11（一）硬件安装 11（二）功能测试 12六、总结 14参考文献 15致 谢 16附录一 源程序 17附录二 电路原理图 23附录三 实物图 24附录四 元器件清单 25摘 要 如果想要知道一块土壤的干湿程度，用肉眼观察或者用手去感觉都可以大概的知道土壤的干湿，要是想更准确的了解此时土壤的干湿状态就要借助一些专业仪器，据以上需求，用单片机AT89C52芯片制作了土壤湿度计，整个系统硬件设计包括核心控制电路，液晶显示电路，传感器电路，报警电路等。软件设计包括在主程序，显示子程序以及报警子程序。这些设计实现了测量土壤湿度，把湿度值通过A/D转换在显示屏上显示和根据限定值报警等功能，做出样机后，通过实验对比数据，证明了本设计方案确实实用并且易于实现。
目 录
Abstract
If you want to know a piece of wet soil, with the naked eye or feel with the hand can probably know the wet soil, if want to know more accurate at this time of soil dry and wet state draws on some professional instruments, according to the above requirements, I made of single chip microcomputer AT89C52 chip soil moisture meter, the whole system hardware design includes the core control circuit, LCD display circuit, sensor circuit, alarm circuit, e
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
tc. Software design is included in the main program, display subroutine and alarm subroutine. These design realizes the measurement of soil moisture, the moisture value by A/D conversion on the LCD screen display and according to the limit alarm functions, such as A prototype, by comparison with experimental data, and proves that this is so easy .
【KEY WORDS】: Humidity, microcomputer, sensor, data
一、绪论
（一）课题研究的背景
植物的成长除了需要阳光，空气里的二氧化碳是光合作用的原料,氧气供给植物呼吸作用，还需要水分，而土壤的湿润则充当着为植物提供水分的作用。并且土壤的湿度，对植物吸收土壤里的各种矿物元素有很大的促进作用，可以帮助植物吸收无机盐(如氮盐、钾盐、磷盐)。
在一些农业生产活动中，对土壤湿度就有着一定的要求，当土壤的湿度对植物生长不适时，会严重影响植物的正常生长，更严重的会让所种植的产品走向死亡，造成损失。所以从事农业生产时如果有一款能够检测土壤湿度的仪器，为植物的水分供应提供科学的依据，这样可以让农作物更健康的生长。为解决上述的问题，设计该土壤湿度计很有必要。
（二）发展前景与现状
在现代社会中，湿度检测可应用在各种不同的领域，那么对湿度传感器的技术的相关要求也有所不同。从生产制造来看，同样是湿度传感器，材料和结构的不同，工艺也不同．它的性能和技术的指标（精度等）有着非常大的差别，所以最后的价格也差得很远，有便宜的有昂贵的。对于我们使用者来说吧，在选择一款湿度传感器时，我们要明白我们到底需要哪种功能的传感器，并且在自己的经济所允许的情况下选择合适的一个档次的产品，还必须权衡权衡“需要与可能”的关系，不要盲目的行事，不然会造成事与愿违的尴尬境地。
人们要对环境（在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等方面）的湿度进行一些系统化的测量及控制。在一般常规的环境参数里，“湿度”是最难以准确地测量的参数，所以，一些简单的测量湿度的方法已经无法满足现代化进程中科技发展的需求。因为温度它是一个独立二简易的被测物理量，而湿度却会受大气压强、温度的影响，这就是为什么测量湿度要比测量温度复杂很多。
另外，有关于湿度测量的标准也是一个很大的难题。近看这世纪里，在国内外的湿度传感器这方面的研发领域都取得了非常大成就。人们把湿度传感器从简单的湿敏传感元件向着集成化、智能化和多参数检测这个方向研发，让湿度的测量技术的水平得到长足的提高。
二、整体设计
硬件部分主要由核心控制器、湿度采集电路、显示电路、按键电路、电源电路等几个部分组成，如图1所示。这些模块分别完成信息的采集、数据的显示、屏幕的切换、及供电等功能。
图1硬件系统框图
设计中所采用的AT89C52单片机，它是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号。液晶显示屏选择了型号为LCD1602的液晶屏用作显示采集的湿度数据。湿度的数据主要是通过数字湿度传感器HS1101来采集的。电源接口是一个12V接口，接入的电源经过系统的滤波和LM7805电源修复将电源修复为5V，再经过滤波转换为VCC电源供给电路板去使用。
三、硬件设计
（一）核心控制电路
1. 核心控制器件
设计中所采用的AT89C52单片机，是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号，它具有低电压和高性能的特点，它采用了爱特梅尔公司的技术生产，可以兼容MCS51指令系统的操作。?
该芯片一共有40个引脚，如图2所示。其中32个外部双向I/O端口，包括了两个外中断口，两个读写口线,两个全双工的串行通信口和三个16位可编程定时计数器。此芯片可以进行编程,但是不能在线编程。
图2 单片机引脚图
AT89C52单片机的特点如下：
这是一种双列直插式封装的8位微处理器，采用C51内核的工艺标准，它的内部功能和管脚的分列排布跟通用的52单片机基本是相同的，其主要完成功能控制包括初始化寄存器、数据RAM和外部接口的数据等。
主要管脚有：9脚是复位输入端口，可接上电阻与电容所组成的复位电路。40脚VCC和20脚VSS端口。P0至P3口是可编程I/O口，它的功能用途主要是依赖汇编的软件来定义。P0口为N1功能控制端口，IR输入端定在13脚。19脚XTAL1和18脚XTAL2是振荡器的输入输出端口（I/O口），最小系统外接12MHz的晶振。
特殊功能引脚介绍
3. 复位电路
在上电或复位时，控制CPU的复位状态：让CPU保持复位状态，而不是一上电或者刚复位就处于工作的状态，这样做有效的防止了因CPU发出错误指令而进行错误操作，也提高了电磁的兼容性能。常用的手动按钮复位以及上电复位这两种方式是复位电路最基本的复位方式。复位电路的原理图如图3所示。
目 录
Abstract
If you want to know a piece of wet soil, with the naked eye or feel with the hand can probably know the wet soil, if want to know more accurate at this time of soil dry and wet state draws on some professional instruments, according to the above requirements, I made of single chip microcomputer AT89C52 chip soil moisture meter, the whole system hardware design includes the core control circuit, LCD display circuit, sensor circuit, alarm circuit, e
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tc. Software design is included in the main program, display subroutine and alarm subroutine. These design realizes the measurement of soil moisture, the moisture value by A/D conversion on the LCD screen display and according to the limit alarm functions, such as A prototype, by comparison with experimental data, and proves that this is so easy .
【KEY WORDS】: Humidity, microcomputer, sensor, data
一、绪论
（一）课题研究的背景
植物的成长除了需要阳光，空气里的二氧化碳是光合作用的原料,氧气供给植物呼吸作用，还需要水分，而土壤的湿润则充当着为植物提供水分的作用。并且土壤的湿度，对植物吸收土壤里的各种矿物元素有很大的促进作用，可以帮助植物吸收无机盐(如氮盐、钾盐、磷盐)。
在一些农业生产活动中，对土壤湿度就有着一定的要求，当土壤的湿度对植物生长不适时，会严重影响植物的正常生长，更严重的会让所种植的产品走向死亡，造成损失。所以从事农业生产时如果有一款能够检测土壤湿度的仪器，为植物的水分供应提供科学的依据，这样可以让农作物更健康的生长。为解决上述的问题，设计该土壤湿度计很有必要。
（二）发展前景与现状
在现代社会中，湿度检测可应用在各种不同的领域，那么对湿度传感器的技术的相关要求也有所不同。从生产制造来看，同样是湿度传感器，材料和结构的不同，工艺也不同．它的性能和技术的指标（精度等）有着非常大的差别，所以最后的价格也差得很远，有便宜的有昂贵的。对于我们使用者来说吧，在选择一款湿度传感器时，我们要明白我们到底需要哪种功能的传感器，并且在自己的经济所允许的情况下选择合适的一个档次的产品，还必须权衡权衡“需要与可能”的关系，不要盲目的行事，不然会造成事与愿违的尴尬境地。
人们要对环境（在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等方面）的湿度进行一些系统化的测量及控制。在一般常规的环境参数里，“湿度”是最难以准确地测量的参数，所以，一些简单的测量湿度的方法已经无法满足现代化进程中科技发展的需求。因为温度它是一个独立二简易的被测物理量，而湿度却会受大气压强、温度的影响，这就是为什么测量湿度要比测量温度复杂很多。
另外，有关于湿度测量的标准也是一个很大的难题。近看这世纪里，在国内外的湿度传感器这方面的研发领域都取得了非常大成就。人们把湿度传感器从简单的湿敏传感元件向着集成化、智能化和多参数检测这个方向研发，让湿度的测量技术的水平得到长足的提高。
二、整体设计
硬件部分主要由核心控制器、湿度采集电路、显示电路、按键电路、电源电路等几个部分组成，如图1所示。这些模块分别完成信息的采集、数据的显示、屏幕的切换、及供电等功能。
图1硬件系统框图
设计中所采用的AT89C52单片机，它是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号。液晶显示屏选择了型号为LCD1602的液晶屏用作显示采集的湿度数据。湿度的数据主要是通过数字湿度传感器HS1101来采集的。电源接口是一个12V接口，接入的电源经过系统的滤波和LM7805电源修复将电源修复为5V，再经过滤波转换为VCC电源供给电路板去使用。
三、硬件设计
（一）核心控制电路
1. 核心控制器件
设计中所采用的AT89C52单片机，是ATMEL公司生产的51系列单片机的一个型号，它具有低电压和高性能的特点，它采用了爱特梅尔公司的技术生产，可以兼容MCS51指令系统的操作。?
该芯片一共有40个引脚，如图2所示。其中32个外部双向I/O端口，包括了两个外中断口，两个读写口线,两个全双工的串行通信口和三个16位可编程定时计数器。此芯片可以进行编程,但是不能在线编程。
图2 单片机引脚图
AT89C52单片机的特点如下：
这是一种双列直插式封装的8位微处理器，采用C51内核的工艺标准，它的内部功能和管脚的分列排布跟通用的52单片机基本是相同的，其主要完成功能控制包括初始化寄存器、数据RAM和外部接口的数据等。
主要管脚有：9脚是复位输入端口，可接上电阻与电容所组成的复位电路。40脚VCC和20脚VSS端口。P0至P3口是可编程I/O口，它的功能用途主要是依赖汇编的软件来定义。P0口为N1功能控制端口，IR输入端定在13脚。19脚XTAL1和18脚XTAL2是振荡器的输入输出端口（I/O口），最小系统外接12MHz的晶振。
特殊功能引脚介绍
3. 复位电路
在上电或复位时，控制CPU的复位状态：让CPU保持复位状态，而不是一上电或者刚复位就处于工作的状态，这样做有效的防止了因CPU发出错误指令而进行错误操作，也提高了电磁的兼容性能。常用的手动按钮复位以及上电复位这两种方式是复位电路最基本的复位方式。复位电路的原理图如图3所示。
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