基于单片机盆花浇水的研制
摘要：我做的毕业设计的题目是盆花自动浇水系统，我把它分成两部分，第一部分是土壤温度和湿度的检测和显示。其原理是利用温湿度传感器（SHT-11）检测土壤的温度和湿度，并利用单片机记录检测信息。，之后用LCD屏显示处理好的信息。第二个部分是自动浇水的系统，该系统设计也分为两个部分，一个是比较高级的步分，这一部分是通过单片机控制的程序，单片机先把温湿度的上下限值设定好，随后传感器把检测到的土壤温湿度和已经设定好的值进行比拟，如果检测到的值低于下限，系统将被浇水。如果高于上限，则系统将停止浇水。另一种是通过DS1302芯片MCU时钟部分人工实时读取月份和日期时间来确定水时间和水量的软件程序。储水箱和自动水位报警器采用干净的硬件控制电路，实时、自动加水，低水位提醒功能和储水库的水的深度监测控制。
关键词：AT89C51单片机 ；SHT-11温湿度传感器 ；DS1302时钟芯片 ；数字控制电路
Automatic water watering system based on
single chip technology.
Abstract：The title of my graduation project is the automatic watering system of potted flowers. I divide it into two parts. The first part is the detection and display of soil temperature and humidity. The principle is to detect the temperature and humidity of soil by using the temperature and humidity sensor (SHT-11), and record the detection information with single chip microcomputer. Then, use the LCD screen to display the good information. The second part is automatic watering system, the system design is also divided into two parts, one is a more advanced step, this part is controlled by the single chip computer program, the microcontroller first set the temperature and humidity of the upper and lower limits, and then the sensor detected the temperature and humidity of the soil compared with the set value has been set. If the detected value is lower than the lower limit, the system will be watered. If the upper limit is above the upper limit, the system will stop watering. The other is a software program that determines the water time and water volume by manually reading the month and date time manually through the MCU clock part of the DS1302 chip. The water storage tank and automatic water level alarm device adopts clean hardware control circuit, real-time, automatic water addition, Low water level reminding function and water depth monitoring control of reservoir
Key words: AT89C51 microcontroller, SHT-11 temperatureiand humidity sensor, DS1302 clock chip, digital control circuit
一、引言
1.1课题来源及研究意义
最近年来，国家大力发展经济，人们生活水平得到显著提高，大部分人在家都会养几盆花，它不仅仅可以让人身心愉悦，还能让人生活节奏慢下来。首先植物可以进行光合作用，它起到净化空气的作用，再者养花还可以让人心情变好，因为花的芳香可以调解人们的情绪，使人们神清气爽。特别对于那些晚上睡眠质量不好的人，它还有着催眠的作用，对于老年人非常好，所以现在很多老年人都养花养草。现在很多中少年每天上学上班都很累，养些花草有助于放松自己，还能起到装饰的作用。由于这些原因，养花的人越来越多，关于这一行业的各种装置大力发展。养花一定要注意干净，还需光照，更需要我们所注意的是养花的关键是浇水量，但是你忙碌的时候，很容易忘记，如加班或者旅行等。花和植物的成长主要是由于浇水。因为太小的水量和太多的水量，都可能因为生长不良而死亡。今天，大部分市场的植物自动灌水装置能够买到，这种撒水装置只能定期灌水。并且，价格很高，无法和性能相匹配。因为这样的理由，我为了盆栽植物设计了更加智能的自动供水系统。这个系统的设计，不仅具有的按一定时间灌水，土壤温度和湿度可以根据需要被灌溉。这样一来，解决很多上班族没有时间来打理花草，也可以解决那些容易忘记给花草浇水的人，更重要的是可以节省水资源，用合适的水量来浇水，使得人们家中的花草愈发茂盛，我们每一个想养花草的人就不怕因为时间不够而放弃这个爱好。并且有了这个设计以后，养花草的人会越来越多，环境就会变得更好，人们的性格也不会因为琐事而变得急躁长久以来，人们的生活节奏就会逐渐变慢，会关心自己的身体健康，也会关注国家的时势。整体的社会环境就会大大提高，国富民强。
1.2盆花浇花器的背景资料和国内外现实状况
自动定时灌水是近些日子用的比较多的技术，原理是水通过管道系统与低压流，然后通过特制花洒将水喷到空中，分成一颗颗水珠，水滴喷洒在植物表面和植物的土地上，类似于雨水，以满足需求的恢复。自动浇水的诞生随着人们的生活水平的提高，对懒园艺用品的发展起到很大的推动作用。它采用了一些先进的想法，非常合理地实现为盆栽自动浇水的目的，这样可以让很多上班族以及记性不好的人带来福音。
自动为花草灌水的工具在国外早就非常普便了，因为很多国家都非常重视环境绿化，外国市场需要很大，所以相关的设施非常齐全。但国内还处于发展经济的时间段，近几年经济水平发展增长，人们的生活水平提高了，才有部分人开始养花草，所以到现在国内才刚刚有相关的设施。对于目前的中国来说，市场上的大多数自动灌水工具相对来说都已经算是比较好的了。不过其中很大一部用于自动喷水工具都是从国外进口的。国内很少有厂家做这个。现在市场上买的最好的自动浇花器是玻璃自动浇花器，这类浇花器它虽然没有电子自动浇花器的实用性好，但是它的价格比较便宜，我国山西和浙江是这种浇花器的生产基地。近年来，花卉在我国盛起。但是，随着花卉需求的增加，花卉浇水问题日益突出。根据大数据显示，八成的的花都是枯死的或者淹死的，因为很多人忙于工作，亦或者不知道要浇多少水，导致浇水量过少或过多，使花走向死亡，这一现象被某些国内企业捕捉，开始研发浇花器。我国的广东，浙江，上海占据了浇花器生产的龙头位置。
（一）主要内容：
本课题是以自动浇花器为设计依据，以单片机为基础开发。
（二）拟解决的主要问题：
1.自动浇花系统的总体结构设计；
2.自动浇花系统的硬件构成及控制板电路扩展设计；
3.自动浇花系统控制系统的软件设计；
（三）预期目标：
根据项目需求，必须实现根据土壤的温湿度判断是否应该浇水功能等。
（四）研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告。
第二阶段：完成系统构架，进行结构设计。
第三阶段：进行系统软件设计。
第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）工作方法及措施：
工作方法：本课题主要采用实验法。
二、措施：在教师指导下，以单片机为基础，设计开发。
目 录
第1章 引言 ………………………………………………………………………1
1.1课题来源及研究意义……………………………………………1
1.2盆花浇水器的背景资料和国内外现实状况……………………………………2
1.3毕业设计的研究方法 ……………………………………………2
第2章 AT89C51单片机……………………………………………3
2.1 AT89C51单片机的基本组成 ……………………………………………4
2.2 AT89C51显著的特点 ……………………………………………4
2.3管脚说明 ……………………………………………4
2.4 AT89C51单片机的存储器 ……………………………………………5
2.4.1 程序存储器 ……………………………………………6
2.4.2 数据存储器 ……………………………………………6
2.5 振荡电路和时钟 ……………………………………………6
2.6 AT89C51的中断系统 ……………………………………………7
2.7 定时器/计数器 ……………………………………………7
第3章温湿度传感器 ……………………………………………7
3.1 数字温湿度传感器SHT-11 ……………………………………………7
3.2 SHT-11的传感器输出 ……………………………………………8
3.2.1 湿度值输出 ……………………………………………9
3.2.2 温度值输出 …………………………………………9
3.3 SHT-11的引脚 ……………………………………………9
3.4硬件接口 ……………………………………………9
3.5 SHT-11的相关程序 ……………………………………………11
第4章DS1302时钟芯片 ……………………………………………18
4.1 DS1302的简约描述 ……………………………………………18
4.2 引脚 ………… ……………………………………………18
4.3 DS1302的相关程序 ……………………………………………19
第5章液晶显示器LCD ……………………………………………19
5.1 液晶显示器的分类 ……………………………………………19
5.2 AMPIRE 128×64 ……………………………………………20
5.2.1 LCD 128×64引脚功能 ……………………………………………20
第6章盆花自动浇水系统的设计 ……………………………………………21
6.1 土壤温湿度检测与控制 ……………………………………………22
6.1.1 硬件电路设计 ……………………………………………25
6.1.2 系统软件设计 ……………………………………………42
6.2 储水箱自动供水系统 ……………………………………………43
6.2.1 系统工作原理 ……………………………………………44
第7章 总结 ……………………………………………………………………45
致谢 ……………………………………………………………………46
参考文献 ……………………………………………………………………47
参考文献
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