居民小区绿地自动喷灌控制器设计.doc

1、本科生毕业论文(设计)居民小区绿地自动喷灌控制器院系名称姓名学号专业指导教师 年4月29日 摘要 随着社会的进步,经济的发展,商品的竞争越来越激烈,除了商品本身的质量问题外,经济效益，社会效益也成为竞争中越来越重要的因素.传统的浇水需要大量的人力，物力，财力。特别是在大城市，大量的劳动价值没得到完全的发挥,而且内容单调,没有取得很好的社会效益。自动喷水控制器就是在这种情况下应运而出的。而本设计采用全新思路，采用高科技手段，利用传感器电阻，金属探测板，同相比较器，稳压二极管，ADC0809，AT89C51，+5V电源，反向器，继电器等元器件,设计出这个自动喷水控制器。该器件上有单片机系统，可以跟

2、据土壤湿度自动控制阀门的开关，还可以人工控制喷水，使用方便同时又创造了很高的经济价值和社会价值。关键词：ADC0809； AT89C5；传感器电阻；继电器- 34 -Abstract Along with unceasing progress and science and technology economical unceasing development ，more and more fierce competition of the commodity,in addition to the quality of the goods itself,economic benefit,soc

3、ial benefits are also be the important factors. Traditional watering cost a lot of manpower material resources and wit.Especially in big cities，a large number of labor value did not get into full play,and content monotonous,we can not get a good social benefits.Automatic Sprinkling Irrigation arises

4、 at the historic moment.This design adopts new idea,H-tech means,design with sensor resistance ,metal detection,the phase comparing unit, voltage-regular diode,ADC0809，AT89C51,+5v power supply, reverse,relay and so on.They made up Automatic Sprinkling Irrigation Controller.There is signal chip syste

5、m on it,so we can make the switch on and off according the ground humidity,it is very convenient,at the same time make a great value.Keywords: ADC0809；AT89C51 ；voltage-regular diode；relay目录1 引言- 4 -1.1 自动喷灌控制器的产生背景- 4 -1.2 自动喷灌控制器的产品特点- 4 -1.3 自动喷灌控制器的应用范围- 4 -2系统组成及工作原理- 5 -2.1 系统组成- 5 -2.2 工作原理- 5

6、 -2.2.1传感器- 6 -2.2.2传感器电路- 7 -2.2.3 单片机- 7 -2.2.4 固态继电器- 7 -2.2.5 直流稳压电流源- 7 -3 主要元器件及电路介绍- 9 -3.1 AT89C51- 9 -3.2集成稳压器W7805性能概述- 12 -3.3 固态继电器- 14 -3.4 显示器- 15 -4 程序- 16 -4.1程序流程图- 16 -4.2程序如下- 17 -5 测试安装调试- 28 -5.1测试安装- 29 -5.2调试- 30 -6 结 论- 31 -参考文献- 32 -致 谢- 33 - 1 引言1.1 自动喷灌控制器的产生背景随着社会的进步,经济的发

7、展,商品的竞争越来越激烈,除了商品本身的质量问题外,经济效益，社会效益也成为竞争中越来越重要的因素.传统的浇水需要大量的人力，物力，财力。特别是在大城市，大量的劳动价值没得到完全的发挥,而且内容单调,没有取得很好的社会效益。自动喷水控制器就是在这种情况下应运而出的。而本设计采用全新思路，采用高科技手段，利用传感器电阻，金属探测板，同相比较器，稳压二极管，ADC0809，AT89C51，+5V电源，反向器，继电器等元器件,设计出这个自动浇水控制器。该器件上有单片机系统，可以跟据土壤湿度自动控制阀门的开关，也可以人工控制，使用方便同时又创造了很高的经济价值和社会价值。1.2 自动喷灌控制器的产品特

8、点(1)技术先进，该产品集湿度传感，单片机控制技术为一体。系统自动检测土壤湿度，判断是否缺水，科学合理，技术成熟，保密性能强，不易仿造。(2)全自动，根据不同的植物，我们可以设定不同的喷灌时间，以达到最好的生长效果，一台自动浇水控制器可长期工作，无需人工操作。(3)经济，社会效益好，从而更容易被广大客户所接受。1.3 自动喷灌控制器的应用范围该机非常适合在各大城市，郊区，家庭等地的花园，草坪，树林，绿化区域应用。2系统组成及工作原理2.1 系统组成原理框图如3.1下： 按键和显示电 机固态继电器驱动电路 单 片 机 信号处理湿度感应探头 直 流 稳 压 电 路图2.1原理框图该系统由传感器，单

9、片机，继电器，直流稳压电源，比较器，+5V电源 ,反向器， 显示器等组成。传感器:由模块接口接入相应的接口，把接受到的非电量信号转变成电信号（高电平或低电平）传给AT89C51单片机:AT89C51固态继电器: JGX-3F整流滤波电路:由变压器、桥式整流、电容滤波电路、三端集成稳压器组成工作原理如下：该设计采用了性价比较高的AT89C51来控制电机实现自动浇水首先:有金属探测板之间的电阻的变化影响电桥上的A,B 两点之间的电压的变化从而比较电路上的输出值的变化.其次:把模拟量通过0809的转换成数字量输入单片机中.最后:经过单片机的处理有单片机的输出通过继电器来决定抽水机的工作与停止.2.2

10、 工作原理原理电路图如下：图2.2原理框图图2.3原理框图2.2.1传感器湿敏电阻在一定的距离的范围内,土壤的阻值与土壤的湿度有关.我们因此利用土壤的阻值来判断湿度的变化.原理图上,我们用了金属极板作为检测的工具,湿度的传感器.平时,把它埋在需要检测的土壤中,土壤的电阻值与其湿度有关，潮湿的土壤电阻值仅有几百欧姆，干燥时土壤电阻值可增大到数十千欧以上，因此可以利用土壤电阻值的变化来判断是否缺水。 图2.4原理框图2.2.2传感器电路 图2.5传感器电路2.2.3 单片机XTAL1、XTAL2接振荡电路，单片机采用上电复位。EA口接地，P3.3、P3.4外部中断接口，接受由传感器传输来的信号，P

11、2.0-P2.3为外控时间接口，P2.4-P2.7为输出接口，当P3.3口（即INT0）为高电平时，P2.1、P2.3同时为低，输出高电平，当P3.4（即INT0）为高电平时，P2.6、P2.5同时为低，P2.5口输出高电平，P3.3、P3.4口同时为高电平（即INT0、INT1口同时为高时）P2.4、P2.5口同时为低，P2.6为输出高电平。输入电压为+5V（连1脚口），14脚口接地。2.2.4 固态继电器固态继电器有4个管脚，其中1为输入端接放大器74HC08，2为接地端，3接电动机后接电流电源的火线，1接交流电源的零线。由于固态继电器由光耦合开关控制，而光电耦合驱动器的输入部分是一砷化镓

12、发光二极管。该二极管在515mA正向电流作用下，发出足够强度的红外光，触发光电耦合的输出部分，为使光电耦合驱动器正常工作，须在1管脚与P2口之间加一阻值为200欧的电阻，这样当二极管导通后电流小于15mA，不会使砷化镓二极管烧坏，同时又大于5mA，使砷化镓二极管能正常工作。2.2.5 直流稳压电流源直流稳压电流源,如下图图2.6直流稳压电流源由于电网提供的是220V的交流电,而本设计所采用的元器件一般为5V的电压.所以需要将电网提供的交流电经变压、整流、滤波和稳压后转变直流稳压电源,再应用于电路中.直流电源由电源变压器、整流电路(桥式电路)、滤波器(电容)、稳压电路(w7805)组成电源变压器

13、将电网提供的交流电转变为副边电压.交流电经变压器降压后，便输入整流元件，后变为正脉冲电源，再经电容滤波后，变为直流电源，再经稳压器稳压后变为直流稳压电源。由于电路中需要的直流电源为+10V和+5V的电源，故需在1点和3点接入，在变压器1、2管脚接入220V交流电，经降压整流后2点的输出电压为12V，经三端集成稳压器输出电压为5V，3管脚接地。其中大电容和小电容分别滤掉低频和高频波。整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流元件,将正负交替的正弦交流电压整流成单向的脉动电压.滤波器由电容、电感等储能元件组成,其作用是尽可能的将单向脉动电压中的脉动成份滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压稳压电路

14、的作用是采取某些措施,使输出电源电压在电网电压或负载电压发生变化时报持稳定。在上图中4个电容作用如下：大电容C7和C4对低频具有电容性，对高频不具有滤波作用，呈现出电感性。C7提高直流成份减小脉动成份，使输出的波形比较平滑，C4进一步提高直流成份。C6与C5两个涤纶电容一起对高频、低频都呈现电容性，电容C6可以改善纹波电压，而输出端接电容C3改善了负载的状态响应。C7提高直流成份减小脉动成份，使输出的波形比较平滑，C4进一步提高直流成份。3 主要元器件及电路介绍3.1 AT89C51AT89C51是一种高效微控制器如下图3.1，有40个引脚，各脚功能叙述如下：图3.1 AT89C51VCC：运行和程序恒子对+5VGND：接地。 I/O口:4个口，32根P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高，P0口能驱动8个LSTTL负载。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位准双向I/O口。P1口缓冲器能接