智能浇花系统设计说明书51单片机详细C语言代码文档格式.docx

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三、答辩委员会评语

四、毕业设计成绩

签字（盖章）:

五、答辩委员会主任单位:

答辩委员会主任职称:

答辩委员会主任签字:

年月日

毕业设计任务书题目名称:

智能浇花控制系统设计

立题意义:

随着科学的不断发展和人们生活水平的不断进步，人们对于生活质量的要求也越来越高，花草养殖成为了家庭生活中的一部分，人们养殖花草的目的大多是为了陶冶情操和提高室内外的空气质量等等，但由于工作繁忙等原因，不能按时给花草浇水成为了花卉死亡的主要原因;

因此设计一款定时浇花的系统便成为当务之选。

技术条件与要求:

1.本产品实用性强。

2.主要用于家庭和较小场所。

3.本系统抗干扰能力强，感应灵敏、性价比较高。

任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）一、任务内容:

1.系统的总体设计方案。

2.系统各部分硬件电路设计。

3.系统各部分软件电路设计。

二、计划、时间安排:

2012年11月26日~~2013年4月7日选题、撰写阶段

2013年4月8日~~5月12日中期检查阶段

5月13日~~5月24日整理、答辩阶段

5月25日毕业论文（设计）答辩三、完成工作量与水平具体要求

按照计划进度、指导教师的要求完成预定的工作量、提高论文的设计水平。

专业负责人意见:

签名:

年月日

摘要

随着科学的不断发展和人们生活水平的不断进步，人们对于生活质量的要求也越来越高，花草养殖成为了家庭生活中的一部分，人们养殖花草的目的大多是为了陶冶情操和提高室内外的空气质量等等，但由于工作繁忙等原因，不能按时给花草浇水成为了花卉死亡的主要原因。

本文利用AT89C51单片机设计了一种自动浇花控制系统，此系统可为人们解决因工作等原因无法按时为花卉浇水的问题，以便于花卉茁壮成长。

本设计采用汇编语言进行编程，在LED液晶屏上实现小时，分，秒的显示;

并利用单片机来实现计时，定时功能，同时通过7个按键开关和3个指示灯来实现参数设置和调节功能、浇花间隔时间的设定、浇水持续时间的设定、单片机对电磁阀的自动控制。

根据用户设定的时间顺利的完成浇花任务。

关键词:

单片机;

控制;

显示;

电磁阀

II

Intelligentcontrolsystemforwateringtheflowers

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofscienceandthepeoplelifelevelofprogress,peoplefortherequirementsofthelifequalityismoreandmorerigorous,plantsbreedingbecomepartofthefamilylife.Thepurposesofpeoplebreedingplantsarefortheedifysentimentandimprovetheindoorandoutdoorairqualityandsoon.Becauseofthebusyjobsandotherfactors,theinabilitytowatertheflowersandplantsbecomethemaincauseofdeath.Inthispaper,AT89C51single-chipmicrocomputerdesignedakindofautomaticwateringtheflowerscontrolsystem.Thesystemcanworkforpeoplewhocannotwatertheflowersontime,sothattheflowerscangrowstrengthandhealthy.

Thisdesignusestheassemblylanguagesprogramming,realizinghours,points,seconddisplayonLED;

Andusingsinglechipcomputertorealizethetiming,timingfunction,andatthesametimethroughsevenbuttonswitchesandthreeindicatortoachieveparametersettingandadjustmentfunction,thewatertheflowersoftheintervaltimeset,thedurationofwaterwiththechipset,solenoidvalvetobeautomaticcontrol.Accordingtouserssettingtimedonesmoothlythetaskofwateringtheflowers.

Keywords:

MCS;

control;

display;

solenoidvalve

IIII

摘要....................................................................II

Abstract................................................................III

1.绪论..................................................................IV2.系统设计方案.........................................错误～未定义书签。

2.1系统工作原理..........................................................32.2系统方框图设计........................................................32.3系统结构..............................................................32.3.1单片机模块..........................................................42.3.2显示模块............................................................42.3.3电磁阀模块..........................................................42.3.4按键模块............................................................42.3.5指示灯模块..........................................................42.3.6复位电路模块........................................................42.4系统人机界面设计......................................................42.5系统操作步骤..........................................................5

3.关键器件的选型........................................................7

3.1单片机的选择..........................................................73.1.1AT89C51简介.......................................................73.1.2AT89C51的主要性能.................................................73.1.3AT89C51的管脚说明................................................83.2继电器的选择.........................................................103.3电磁阀的选择.........................................................103.4显示器的选择.........................................................11

4.硬件电路设计.........................................................11

4.1单片机最小系统.......................................................12

4.1.1晶振电路设计......................................................12

4.1.2复位电路..........................................................12

4.1.3单片机最小系统电路设计.............................................13

IIIIII

4.2按键电路设计.........................................................144.3数码管显示电路设计...................................................144.4电磁阀电路设计.......................................................164.5整体电路设计.........................................................165.系统软件设计.........................................................185.1软件架构设计.........................................................185.2主程序...............................................................185.2初始化模块...........................................................195.3按键判别与处理模块...................................................215.4按键消抖方法.........................................................225.5数码显示模块.........................................................235.6工作时间计算模块.....................................................24结论....................................................错误～未定义书签。

致谢....................................................................25参考文献................................................错误～未定义书签。

附录....................................................................28

IVIV

哈尔滨剑桥学院毕业设计

1.绪论

近年来，人们的生活水平有了大幅度的提高，然后如何真正提高生活质量，如何使生活产生质的飞跃成为了大多数人们思考的问题。

种植花草是中国人千百年来的维持不变的喜好，故多数人选择种植花草来陶冶情操，同时，也把它作为一项业余的消遣活动，但由于人们生活节奏快和经常出差等缘故，不能按时为花草浇水成为了花草死亡的主要原因。

为了解决按时为花草浇水的问题，人们会采取在手机中存备忘录以及做各种备忘录等方法，但这些方法始终存在很多缺陷，市场上的智能浇花系统仪器功能繁多但是价格过于昂贵，而且对于普通家庭而言，过于复杂的应用和多功能是不必要的。

智能浇花系统的出现正可以解决这一问题，该系统其主要执行装置是一个电磁阀门，其一端连接水管，另外一端连接外置的水管作为浇水口，浇水的水量主要由单片机控制。

设备主要是通过控制浇水的时间间隔和浇水的持续时间来控制浇水量的。

操作方便简便，这样即实现了家庭生活的现代化又保证了植物的正常生长。

近年来，以电子技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了智能家电和智能家用设备的快速发展。

国外的智能家用设备市场俨然已经做大做强，鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大生产智能家用设备厂商逐鹿的大战场，同时，也带动了中国本土智能家用设备仪器研发与测试技术应用的迅速发展。

智能浇花控制系统自然也包括在其中，近些年来，国内外出现了许多种智能浇花控制系统，其功能与控制原理也存在着许多的不同，但根本目的均为方便人们的日常生活和保证花草的正常生长。

众所周知，在二十世纪，人类跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和电脑时代。

但这种电脑，通常指个人计算机，也就是我们平时所说的PC机。

它由主机、显示器、键盘等组成。

除此之外还有一类计算机，大多数人很不熟悉。

这种计算机就是把智能赋予给各种机械的单片机（微控制器）。

这种计算机最小的系统只用一片集成电

11

路，就能进行简单运算和控制。

因为其体积小，通常都被放在被控机械的“肚子”里。

在整个装置中，他的作用有如人类头脑，若它出了毛病，整个装置也就瘫痪了。

现如今，这种单片机的使用领域已发展的十分广泛，如智能仪表、导航系统、实时工控、通讯设备、家用电器等。

各种家用产品用上了单片机以后，便能起到令产品换代升级的功效，通常都会在产品名称前加上形容词——“智能型”，例如智能型洗衣机等等。

而花卉养殖作为大多数人生活中的一部分，却常常因为人们工作等原因被忽略，智能浇花控制系统可为人们解决这一问题，与此同时，智能浇花控制系统若能走进家庭，也是人们生活进入智能化的标志之一。

22

2.系统设计方案

2.1系统工作原理

智能浇花控制系统的设计，其主要执行装置是一个电磁阀门，其一端连接水管，另外一端连接外置的水管作为浇水口，浇水的水量主要由单片机控制。

设备主要是通过控

[1]制浇水的时间间隔和浇水的持续时间来控制浇水量的。

2.2系统方框图设计

系统主要是由单片机、电源、按键、显示、指示灯、复位电路、电磁阀模块等组成。

方框图如图2-1所示:

复位电路模块

指示灯模块

电源模块单片机模块

显示模块

按键模块电磁阀模块

图2-1系统方框图

2.3系统结构

整个自动浇花设备的结构可以分为5大部分:

中央处理单元（CPU），LED显示部分,电磁阀部分，按键部分，指示灯部分等。

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2.3.1单片机模块

单片机模块对整个系统进行控制，实现以下功能:

（1）控制显示模块显示工作参数;

（2）根据按键的输入做出正确的计算，并传输到显示器件上实现时间的调整设置;

（3）控制LED的点亮和熄灭;

（4）实现电磁阀的控制。

2.3.2显示模块

数码显示模块能够将需要的时间参数显示出来，提供了系统和操作者的交流窗口，是人机界面的重要组成部分之一。

2.3.3电磁阀模块

电磁阀是本设备的执行设备，系统通过电磁阀控制水的流通和截止，实现了电能到机械能的转换。

2.3.4按键模块

按键是人机界面的另一个重要组成部分，它是最主要的输入设备。

用户通过按键将自己的要求告知单片机，单片机根据用户的设置进行相应的操作。

2.3.5指示灯模块

指示灯是数码显示模块以外的另一输出设备，在数码管的基础上起到辅助作用。

2.3.6复位电路模块

复位模块主要功能为在上电的一瞬间，电压不是直接跳变到单片机可工作的电压范围。

并且在外部输入电压较低的时候（电压在临界范围），这个时候单片机可能工作也可能不工作，故而会引起芯片内程序道德无序执行，复位电路需要确保在上电的时候暂时不让单片机立刻进入工作状态，即上电延时状态。

2.4系统人机界面设计

操作界面如图2-2所示,主要由2位数码管、7个按键和3个发光二级管组成。

图中各部分介绍如下:

数码管:

用于显示工作持续时间和时间间隔，配合按键完成各项参数的设置。

LED1:

电源指示灯，当通电以后就亮起，说明系统已经开始工作。

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LED2和LED3:

参数指示灯。

当LED2亮起以后，说明目前数码管上显示的是工作间隔时间，可以通过按键对其设置。

当LED3亮起时，说明目前显示的是工作持续时间。

ON/OFF:

电源开关，按下后电源指示灯LED1点亮，系统开始工作。

RESET:

系统复位。

当遇到意外情况系统出现死机，可通过此按键恢复正常工作。

SWITCH:

用于切换工作间隔时间和工作持续时间，按下以后LED2和LED3将依次点亮。

UP和DOWN:

增加和减少数码管所显示数字的值。

OK:

确定键，当用户使用UP和DOWN键设置好时间以后，按下OK键进行保存和应用。

CLEAR:

清零键，可通过此按键将当前数码管示数快速清零，重新进行设置。

LED1LED2LED3

ON/OFFSWITCHUPOK

RESETDOWNCLEAR

图2-2操作人机界面

2.5系统操作步骤

（1）将入水管连接到自来水龙头和电磁阀之间，用出水管连接电磁阀和花盆，这个

过程中注意水管的密封性，也不要让水溅到电路板上。

（2）将控制系统通电，按下电源开关ON/OFF，LED1亮，表示一切正常。

（3）按下SWITCH键，LED2点亮，通过UP和DOWN设置工作间隔时间。

按下

CLEAR可清零。

55

（4）按下SWITCH键，LED2熄灭，LED3点亮，通过UP和DOWN设置工作持续

时间，按下CLEAR可清零。

（5）按下OK键，LED3熄灭，系统按照设定的参数开始工作。

66

3.关键器件的选型

3.1单片机的选择

AT89C51单片机是Atmel公司推出的一款产品，一般小芯片的价格都比较低，同样AT89C51作为一款小芯片产品其价格相对而言较为便宜，并且其与MCS-51系列兼容

[2]行很好，所以本系统决定采用AT89C51作为芯片。

3.1.1AT89C51简介

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableand

ErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C5x单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且

[3]价廉的方案。

3.1.2AT89C51的主要性能

（1）与MCS-51兼容;

（2）4K字节可编程FLASH存储器;

（3）寿命:

1000写/擦循环;

（4）数据保留时间:

10年;

（5）全静态工作:

0Hz-24MHz;

（6）三级程序存储器锁定;

（7）128×

8位内部RAM;

（8）32可编程I/O线;

（9）两个16位定时器/计数器;

（10）5个中断源;

（11）可编程串行通道;

（12）低功耗的闲置和掉电模式;

77

（13）片内振荡器和时钟电路。

3.1.3AT89C51的管脚说明

AT89C51的引脚图如图3-1所示。

图3-1AT89C51的引脚图

VCC:

供电电压。

GND:

接地。

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P0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/地址的低八位。

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外部必须接上拉电阻。

P1口:

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址