花盆控制器的设计(附件)【字数：9581】
摘 要本文以“花盆控制器的设计”作为课题，设计了一款智能花盆控制器系统，能够实现对花卉的自动浇水，在工作过程中能够通过其内部的含水量传感器实现对土壤湿度的实时监测，一旦监测到过于干旱则自动进行浇水， 系统能够将检测的含水量数据以及用户参数进行显示，用户可以通过按键来设置报警阈值。在硬件层面本课题采用STM32微处理器来担任微处理器控制器，结合了LCD1602液晶屏幕、ADC0832采样器、有源蜂鸣器、土壤湿度传感器和继电器等器件，设计了这款智能花盆控制器系统的硬件框架。通过对系统功能的多角度测试，这款智能花盆控制器系统最终能够符合系统设计需求，在整个测量过程中，它表现出了非常高的稳定性和实用性，非常适合推向市面上进行普及。
目录
一、 引言 1
（一） 智能花盆控制器的发展背景 1
（二） 智能花盆控制器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 2
（一） 智能花盆控制器的方案设计 2
（二） STM32微处理器 3
（三） LCD1602显示器 3
（四） ADC0832模数转换器 4
（五） 有源蜂鸣器 4
（六） 土壤湿度传感器 5
（七） 继电器 5
三、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 土壤湿度异常报警电路设计 7
（四） 土壤湿度检测电路设计 8
（五） 浇水器控制电路设计 9
四、 系统软件设计 9
（一） 智能花盆控制器的主程序设计 9
（二） 液晶屏显示子程序设计 10
（三） 土壤湿度异常报警子程序设计 11
（四） 土壤湿度检测子程序设计 12
（五） 浇水器控制子程序设计 13
五、 实物制作与调试 13
（一） 实物制作 13
（二） 实物调试 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
9
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 源程序 22
引言
智能花盆控制器的发展背景
本次论文提出了“花盆控制器的设计”的课题，将主要围绕对这种系统的开发设计方案以及硬件和软件系统进行着重设计，通过对市面上一些经常见到的智能花盆控制器相关产品进行总结后，本次毕业设计将在这一系列产品的基础上，在设计过程中尽量压缩这些产品所存在的缺陷，并且还必须考虑到成本因素，由于本课题的另一个目的就是为了尽可能的减少智能花盆控制器的设计经费。大规模集成电路技术在最近几年来获得了显著的进步发展，这种技术的兴起与发展在智能花盆控制器系统的发展道路上起到了功不可没的功能，通过多方位的文献资料调阅后我们可以清晰地知道，这种技术之所以能够促进智能花盆控制器功效迅速发展主要分为以下几个原因，首先是大规模集成电路技术使智能花盆控制器系统内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上能够集成的基本元器件和半导体器件越来越多，这样在单片芯片上就能够实现特别复杂的控制功能，大幅度降低了智能花盆控制器系统内部电路板的面积，使智能花盆控制器可以非常容易实现嵌入式化。伴随着半导体技术和电子控制技术在海外的兴起，最早的智能花盆控制器早已出现在市面上，虽然根据文献内容记载最初的一款智能花盆控制器可以溯源到这一时期，但当时的智能花盆控制器无论是在功能上还是在指标上都与如今市场上智能花盆控制器有着显著的差别，通过简单的分析很容易知道其中的原因，第一步那时电子科学技术刚刚盛行起来，无论是在简单元件的功效还是开发人员的自身水平上，都处于起步阶段，所以在这种背景下尚且无法开发出性能较佳的智能花盆控制系统，与此同时一个更关键的因素则是，那时用户对智能花盆控制器的期望尚且不是十分清晰，大多数人们尚不能认识到这类系统的真正意义，因此研发人员或研发企业无法从使用者那里获取非常多有效的信息来完善这款系统。本课题将根据智能花盆控制器历史以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在增加这个系统的性价比，使得本课题具有较高的研发意义。
智能花盆控制器的国内外发展现状
目前国际上对于智能花盆控制器的竞争点重点在于如何提升它的主要功能，因为目前以STM32等中高等级别的微处理器盛行市面，售价不断下降与此同时性能非常完善，这使得越来越多的国内外研发人员将更多的目光聚集到这上面，通过对大量期刊资料，学术论文进行查阅，对国内外多种类型的智能花盆控制器进行了归纳总结，将其核心技术指标进行对比和分析，可以看出通过近几年间的迅速发展，内地愈来愈多企业研发出的智能花盆控制器已经可以批量生产出高端性能的智能花盆控制器，并投入市场为用户所得，快速上涨的研发实力使得国内多家研发企业已经可以与国外一些高端产品进行竞争。
本文主要研究内容
本部分将进行课题设计内容的确立，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，采用了意法半导体公司研究的STM32微处理器来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、ADC0832模数转换电路、蜂鸣器电路、土壤湿度传感器电路和继电器驱动电路的控制驱动，实现这种类型的智能花盆控制器系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，确立了如下设计内容：
1.能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2.设计模数转换器电路，通过ADC0832芯片构建模拟电压信号快速采集转换电路，在STM32微处理器的控制下实现了对模拟电压信号的处理；
3.配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
4.配置土壤湿度检测电路，以土壤湿度传感器作为核心部分，通过该电路对土壤含水量的检测，能够将检测结果按照比例转换为模拟电压信号进行输出；
5.设计继电器及其驱动电路，通过功率MOSFET对微处理器控制信号的功率放大，实现STM32微处理器GPIO管脚对后级大功率器件的启闭控制。
方案设计及元器件选择
智能花盆控制器的方案设计
目录
一、 引言 1
（一） 智能花盆控制器的发展背景 1
（二） 智能花盆控制器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 2
（一） 智能花盆控制器的方案设计 2
（二） STM32微处理器 3
（三） LCD1602显示器 3
（四） ADC0832模数转换器 4
（五） 有源蜂鸣器 4
（六） 土壤湿度传感器 5
（七） 继电器 5
三、 系统硬件设计 5
（一） 最小系统电路设计 5
（二） 液晶显示电路设计 6
（三） 土壤湿度异常报警电路设计 7
（四） 土壤湿度检测电路设计 8
（五） 浇水器控制电路设计 9
四、 系统软件设计 9
（一） 智能花盆控制器的主程序设计 9
（二） 液晶屏显示子程序设计 10
（三） 土壤湿度异常报警子程序设计 11
（四） 土壤湿度检测子程序设计 12
（五） 浇水器控制子程序设计 13
五、 实物制作与调试 13
（一） 实物制作 13
（二） 实物调试 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
9
附录二 PCB图 20
附录三 元件列表 21
附录四 源程序 22
引言
智能花盆控制器的发展背景
本次论文提出了“花盆控制器的设计”的课题，将主要围绕对这种系统的开发设计方案以及硬件和软件系统进行着重设计，通过对市面上一些经常见到的智能花盆控制器相关产品进行总结后，本次毕业设计将在这一系列产品的基础上，在设计过程中尽量压缩这些产品所存在的缺陷，并且还必须考虑到成本因素，由于本课题的另一个目的就是为了尽可能的减少智能花盆控制器的设计经费。大规模集成电路技术在最近几年来获得了显著的进步发展，这种技术的兴起与发展在智能花盆控制器系统的发展道路上起到了功不可没的功能，通过多方位的文献资料调阅后我们可以清晰地知道，这种技术之所以能够促进智能花盆控制器功效迅速发展主要分为以下几个原因，首先是大规模集成电路技术使智能花盆控制器系统内部所使用的芯片得到了高度集成，在单片硅片上能够集成的基本元器件和半导体器件越来越多，这样在单片芯片上就能够实现特别复杂的控制功能，大幅度降低了智能花盆控制器系统内部电路板的面积，使智能花盆控制器可以非常容易实现嵌入式化。伴随着半导体技术和电子控制技术在海外的兴起，最早的智能花盆控制器早已出现在市面上，虽然根据文献内容记载最初的一款智能花盆控制器可以溯源到这一时期，但当时的智能花盆控制器无论是在功能上还是在指标上都与如今市场上智能花盆控制器有着显著的差别，通过简单的分析很容易知道其中的原因，第一步那时电子科学技术刚刚盛行起来，无论是在简单元件的功效还是开发人员的自身水平上，都处于起步阶段，所以在这种背景下尚且无法开发出性能较佳的智能花盆控制系统，与此同时一个更关键的因素则是，那时用户对智能花盆控制器的期望尚且不是十分清晰，大多数人们尚不能认识到这类系统的真正意义，因此研发人员或研发企业无法从使用者那里获取非常多有效的信息来完善这款系统。本课题将根据智能花盆控制器历史以及现如今的国内外现状，制定出适应此次毕业设计的设计内容，旨在增加这个系统的性价比，使得本课题具有较高的研发意义。
智能花盆控制器的国内外发展现状
目前国际上对于智能花盆控制器的竞争点重点在于如何提升它的主要功能，因为目前以STM32等中高等级别的微处理器盛行市面，售价不断下降与此同时性能非常完善，这使得越来越多的国内外研发人员将更多的目光聚集到这上面，通过对大量期刊资料，学术论文进行查阅，对国内外多种类型的智能花盆控制器进行了归纳总结，将其核心技术指标进行对比和分析，可以看出通过近几年间的迅速发展，内地愈来愈多企业研发出的智能花盆控制器已经可以批量生产出高端性能的智能花盆控制器，并投入市场为用户所得，快速上涨的研发实力使得国内多家研发企业已经可以与国外一些高端产品进行竞争。
本文主要研究内容
本部分将进行课题设计内容的确立，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，采用了意法半导体公司研究的STM32微处理器来担任微处理器控制器，通过对参数显示电路、ADC0832模数转换电路、蜂鸣器电路、土壤湿度传感器电路和继电器驱动电路的控制驱动，实现这种类型的智能花盆控制器系统的各个性能，为了方便下文的设计过程，确立了如下设计内容：
1.能够实现STM32微处理器与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信，将带显示内容进行快速刷新和稳定显示；
2.设计模数转换器电路，通过ADC0832芯片构建模拟电压信号快速采集转换电路，在STM32微处理器的控制下实现了对模拟电压信号的处理；
3.配置报警信号输出电路，通过有源蜂鸣器的工作，STM32微处理器实现对蜂鸣器工作的控制，从而实现报警信号的输出；
4.配置土壤湿度检测电路，以土壤湿度传感器作为核心部分，通过该电路对土壤含水量的检测，能够将检测结果按照比例转换为模拟电压信号进行输出；
5.设计继电器及其驱动电路，通过功率MOSFET对微处理器控制信号的功率放大，实现STM32微处理器GPIO管脚对后级大功率器件的启闭控制。
方案设计及元器件选择
智能花盆控制器的方案设计
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