基于launchpad的土壤检测装置的设计
摘要：本文是利用MSP430G系列16位低功耗单片机对土壤湿度进行检测的研究，使用launchpad进行开发，并选用YL-69土壤湿度传感器和LCD1602显示屏，将检测数值显示出来。
关键词：launchpad开发板；YL-69土壤湿度传感器；LCD1602显示屏
1 引言
土壤湿度代表土壤含水量，是土壤的重要物理性质之一。在自动化农业生产中，对土壤湿度的检测，是实现自动、精确灌溉的地一个技术环节，也是研究土壤性质的一项重要工作。
在测定土壤湿度的方法中，最直接的烘干法虽然测定准确，但采样、烘干费时费事，不适用于自动化控制中对土壤湿度的适时测量。田间土壤湿度的适时测量方法主要有：电导法、热传导法（电热法）、微波法、负压计法、中子测定法、电容法等。各种方法都有其不足之处：负压计法仅能测定土壤毛细管段的含水；电导法是通过测量土壤的电导率，间接得出土壤湿度值，由于土壤电导率不仅仅与土壤湿度相关，还与土壤中的离子种类和浓度相关，因此测量受灌溉的水质和施肥影响较大；电热法、微波法等在操作方法、重现性和使用灵活方面也有一定的局限性；中子法测量范围宽，精度高，但成本相对较高，具有一定的核辐射危险，不适合普通农业使用；电容法利用了水的高介电常数特性，将被侧土壤作为电介质，与探测体（探测头）构成电容器，通过测量该电容的容量变化，判断土壤的湿度，它也是一种间接测量法，由于土壤的介电常数也不仅仅与含水量相关，因此测量准确性也不够高。
综上所述，其实准确适时地测量土壤的湿度，并不是一件简单的事情。况且，在自然情况下，土壤湿度的变化是一个缓慢的过程，即使解决了湿度的感知问题（传感器问题），在电路方面，对这种缓慢变化的，近乎直流的电信号进行高精度的处理也非易事[1]。
土壤湿度决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，形成土壤干旱，作用光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少还影响田间耕作措施和播种质量，并影响土壤温度的高低[1]。
2 总体方案设计
设计要求：
1． 熟悉launchpad开发板电路结构和基本开发调试；
2． 选择合适的土壤湿度传感器，完成调理电路的设计；
3． 最终能实现土壤湿度数字量显示在字符型液晶显示器上，并能指示土壤湿度情况（干湿）。
目录
1 引言……………………………………………………………………………………13
2 总体方案设计…………………………………………………………………………13
2．1方案一：………………………………………………………………………13
2．2方案二：………………………………………………………………………14
3 分电路设计和论证……………………………………………………………………15
3．1显示电路设计和论证…………………………………………………………15
3．1．1 方案一………………………………………………………………15
3．1．2 方案二………………………………………………………………16
3．2 湿度传感器电路设计和论证…………………………………………………18
3．2．1 方案一………………………………………………………………18
3．2．2 方案二………………………………………………………………18
4 软件设计………………………………………………………………………………23
4．1程序流程………………………………………………………………………23
4．1．1系统主程序流程图 …………………………………………………23
4．1．2各子程序流程图 ……………………………………………………24
4．2程序……………………………………………………………………………25
4．2．1主程序 ………………………………………………………………25
4．2．2 各子程序……………………………………………………………25
5软硬件系统的调试 ……………………………………………………………………28
6 附录……………………………………………………………………………………30
7参考文献 ………………………………………………………………………………31
参考文献
[1] 逢春浩.土壤水分测定方法的新进展 [J]. 干旱区资源与环境，1993.3
[2] 杭和平.单片机原理与应用 [M]. 机械工业出版社，2008.5
[3] 张新强.点阵LCD驱动显控原理与实践[ M]. 北京航空航天大学出版社,2010.3
[4] 金发庆.传感器技术及其工程应用 [M]. 机械工业出版社,2010.6
[5] 韩敬东.电工与电子技术 [M]. 机械工业出版社,2009.4
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