1、 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于土壤定时检测的家庭自动浇花系统设计单 位（系别） ： 自动化系学 生 姓 名 ： 杨猛专 业 ： 电气工程及其自动化班 级 ： 05110901学 号 ： 0511090134指 导 教 师 ： 杨佳义I答辩组 负责人 ： 汪纪锋填表时间： 2013 年 6 月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -II重庆邮电大学移通学院毕业设计( 论文)任务书设计(论文)题目 基于土壤定时检测的家庭自动浇花系统设计 学生姓名 杨猛 系别 自动化系 专业 电气工程及其自动化 班级 051109
2、01 指导教师 杨佳义 职称 助教 联系电话 13340333786 教师单位 重庆邮电大学移通学院 下任务日期 2013 年 1 月 3 日主要研究内容、方法和要求主要内容：利用湿度传感器检测土壤的湿度，采集的湿度传送到单片机处理单元，单片机根据湿度控制电磁阀自动给花卉浇水。基本要求：1.熟悉单片机的编程语言和相关传感器的使用；2.完成自动浇水控制系统的软硬件设计；3.系统能够实现基本的定时浇水功能；4.设置相应按键能够调整定时时间。进度计划第 4 周第 6 周：针对课题进行查阅相关资料；第 7 周第 10 周：确定系统设计方案，完成硬件电路设计；第 11 周第 12 周：完成软件设计，完善
3、系统控制电路；第 13 周第 15 周：撰写论文、修改论文，完成答辩。主要参考文献1 张毅刚等单片机原理及应用北京：高等教育出版社，2010，52 谭浩强 C 程序设计清华大学出版社20063 潘新民，王燕芳微型计算机控制技术M电子工业出版社，20094 汤竞南，沈国琴 51 单片机 C 语言开发与实例M人民邮电出版社，2008指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -III备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -IV摘 要本系统设计的是基于土壤定时检测的家庭自动
4、浇花系统设计，选用 8 位单片机AT89C51 作为主控芯片。系统采用模块化思想设计，主要由控制模块、湿度传感器检测模块、LCD 液晶显示模块、控制执行模块、时钟及复位模块和报警模块几大部分主成。此系统主要设计思想就是利用湿度传感器检测土壤的湿度，采集的湿度传送到单片机处理单元，单片机根据湿度控制电磁阀自动给花卉浇水。在此过程中无需人为的操作，就能实现自动给花卉浇水，大大的提高了花卉浇水控制的自动化水平，并具有扩展性好、实用性强、便于操作等特点。此系统是利用单片机实现自动浇花，使用的方式是湿度浇花。其原理就是根据一个湿度传感器对土壤的湿度进行检测，当检测的湿度低于设定的下限湿度时，则启动报警并
5、开始用水浇花，到了设定的湿度就停止浇花；当检测的湿度高于设定的上限湿度时，则启动报警但不作动作。且用 LED 灯显示电磁阀的状态，在此选取二个 LED 灯，当其中一个显示红色灯时，表示电磁阀不动作，不对花卉进行浇水；另一个为绿色灯时，则表示电磁阀动作，对花卉进行浇水。还能通过按键对湿度的上下限和定时时间进行设置，这样就能在不同的季节中花卉可以更好的生长，让它随时都处在良好的生存环境中。【关键词】AT89C51 湿度传感器 LCD 液晶显示器 LED 灯 重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -VABSTRACTThe system design is based on the soil
6、testing regularly family automatic watering system design, chooses 8-bit single chip microcomputer AT89C51 as the main control chip. System adopts modular design thought, mainly by the control module, the humidity sensor detection module, LCD liquid crystal display module, control module, clock modu
7、le and alarm module, most of the Lord. This system main design idea is to use the humidity of soil humidity sensor detection, acquisition of humidity transmitted to MCU processing unit, SCM according to the humidity control solenoid valve automatic watering flowers. Without artificial operation in t
8、he process, can realize automatic watering flowers, greatly improve the automation level of the flower watering control, and has good expansibility, strong practicability, convenient operation and so on.This system is to use single chip microcomputer automatic watering the flowers, use the way of hu
9、midity is watering the flowers. Its principle is based on a humidity sensor to test the soil humidity, when humidity is lower than set the lower limit of the humidity test, start the alarm and begin to water the flowers, the setting humidity stopped watering the flowers; When humidity is higher than
10、 set the upper limit of moisture test, start the alarm but does not make the movement. And state of solenoid valve with LED lights show that the selection in the two LED lights, when one of the red light, said electromagnetic valve is not action, not watering the flowers; A second for the green ligh
11、t, the said electromagnetic valve action, to water flowers. Can also through the buttons on the humidity of the lower limit of time and timing set, so you can in the different season flowers can grow better, to make it all the time in the good living environment.【Key words】AT89C51 Humidity sensor LC
12、D liquid crystal display LED lights重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -VI目 录前 言 .1第一章 单片机的概述 .2第一节 单片机的发展历史 .2第二节 单片机未来的发展 .3第二章 系统的总体设计方案 .4第一节 设计内容及基本要求 .4一、设计内容 .4二、基本要求 .4第二节 系统框图 .4第三节 系统设计方案 .5第四节 系统完成的技术指标 .6第五节 系统设计原则 .6一、可靠性 .6二、操作维护方便 .6三、性价比 .7第三章 硬件电路设计 .8第一节 控制电路模块 .8一、单片机的基本概念 .8二、MS-51 单片机内部结构 .8三
13、、MS-51 单片机的引脚及功能 .9四、AT89C51 芯片引脚图 .10第二节 振荡电路及复位电路 .10一、振荡电路设计 .10二、复位电路设计 .11第三节 报警电路 .14第四节 LCD1602 液晶显示电路 .14第五节 键盘接口原理 .16重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -VII一、键盘输入应解决的问题 .16二、键盘的工作原理 .18第六节 传感器的选择及简介 .20一、传感器的选择 .20二、SHT11 的引脚功能 .21三、SHT11 的内部结构和工作原理 .21第七节 系统整体硬件电路图 .23第八节 本章小结 .23第四章 系统软件设计 .24第一节 系统软
14、件设计程序流程图 .24第二节 初始化模块 .25第三节 传感器模块 .25第四节 液晶显示模块 .26第五节 报警电路模块 .27第六节 按键处理 .28一、按键消抖编程 .28二、撺键的处理 .28第五章 系统调试 .31第一节 软件调试 .31一、Proteus 软 件 .31二、Keil C51 软件 .33结 论 .35致 谢 .36参考文献 .37附 录 .38一、英文原文 .38二、英文翻译 .42三、源程序 .46重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -0前 言伴随着经济的快速发展，人们的物质生活水平得大了极大的提高，越来越多的人开始在家庭和办公室内种养一些花卉盆景。种养
15、花卉盆景不仅可以赏心悦目，陶冶情操，还可以起到净化空气的作用，对人体键康也非常有益。但由于各种工作生活的压力，使一些人即使想种养些花卉盆景，也无精力去照顾。结果往往是买回来的盆景在一段时间后便因缺水干枯而死。这不仅造成了一定的个人经济损失，对养花人本身也是一种精神上的损失。该文介绍的家庭自动浇花系统是一种根据栽种花卉土壤的湿度、花卉的喜湿性差异以及花卉四季适宜浇水时间而设计的自动浇花器。它适用于家庭和小型办公场所，能为一些喜爱养植花卉却经常出差或无暇照看的人群带来极大的便利。利用单片机设计的一款家庭智能浇花系统能实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候，不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关
16、断浇花器，手动浇花。根据湿度浇花时，LCD 上显示是目前的湿度。当检测的湿度低于设定的湿度，就开始浇花，到了设定的湿度就停止浇花。当检测湿度足够，就不需要浇花。因此，设计家庭智能花卉浇灌系统设计对现在的生活是非常必要的。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）- -1第一章 单片机的概述我们学习单片机就要求我们更好的掌握它的历史和未来的发展情况，以及其学术背景和理论与实际的情况。基于 51 系列单片机设计的家庭自动浇花系统可以说是单片机的一个很小的应用，但是它却可以映射到单片机很多方面的知识，既是基本的应用，又可以通过设计来更好的开发单片机，使之更好的为我们的生活和学习服务。综观我们现在生活的
17、各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将
18、会有更多的人来接受它、使用它。第一节 单片机的发展历史电子计算机的发展经历了从电子管，晶体管集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。从 1971 年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展；一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉价的单片机方向发展。但是两者在原理和技术上是紧密联系的 2。1971 年微处理器的研制成功不久，就出现了单片的微型计算机即单片机，但最早出现的单片机是一位的，1976 年 Intel 公司推出了 8 位的 MCS-48 系列单片机，它以体积小、控制功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用和好评，为单片机的发展奠定了坚实的基础，
