分配图显示电路超限报警电路为了在些紧急状态或反常状态下，能使操作人员不致忽视，以便及时处理，往往需要有种更能引起人们注意提起警觉报警信号产生，这种报警信号通常有三种类型闪光报警鸣音报警语音报警，本系统采用简单易行声光报警电路。如图所示报警电路，报警设备选用压电式蜂鸣器，它约需要驱动电流，只需在其两条引线上加直流电压，即可产生左右蜂鸣声音，图中蜂鸣器端接在高电平，另端接，在初态始终输出高电平，当需要报警时，程序对其端口清零即可，声音长短可用延时程序控制实现。图中接入发光二极管为超高线报警器，当片外石英晶体或陶瓷谐振器起可构成个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。图中外接晶体以及电容和构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率快速起振作用，其值均为左右，晶振频率选复位电路为了初始化单片机内部些特殊功能寄存器，必须采用复位方式，复位后可使及系统各部件处于确定初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机复位是靠外电路来实现，在正常运行情况下，只要引脚上出现两个机器周期时间以上高电平，即可引起系统复位，但如果引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入输出端口寄存器置为，堆栈指针置为,内置为不定值，其余寄存器全部清，内部状态不受复位影响，在系统上电时内容是不定。复位操作有两种情况，即上电复位和手动开关复位。本系统采用上电复位方式。图中和组成上电复位电路，其值取为,取为数据存储器扩展电路单片机外接数据时，口输出存储器地址高位，口分时输出地址低位和传送指令字节或数据。口先输出低位地址信号，在有效时将它锁存到外部地址锁存器中，然后口作为数据总线使用，此处地址锁存器选用，实际电路图连接如图所示。图数据存储器扩展电路数据采集处理电路是种位逐次逼近式转换器，内部具有锁存控制路模拟开关，外接路模拟输入端，可同时对路输入模拟电压信号分时进行采集转换，本系统只用到和两路输入通道。转换器分辨率为位，最大不可调误差小于士，采用单供电，功耗为,不必进行零点和满度调整。由于转换器输出数据寄存器具有可控三态输出功能，输出具有三态锁存缓冲器，故其位数据输出引脚可直接与数据总线相连。转换器需外部控制启动转换信号方能进行转换，这启动转换信号可由提供，不同型号转换器，对启动转换信号要求也不同，分脉冲启动和电平启动两种，采用脉冲启动转换，只需给转换器启动控制转换输入引脚上，加入正脉冲信号，即启动转换器进行转换，转换开始后，转换结束信号输出端信号变低，转换结束时，返回高电平，以通知主机读取转换结果数字量，这个信号可以作为转换器状态信号供查询，也可以用作中断请求信号。图数据采集处理电路本系统中与单片机接口如图所示，采用等待延时方式。时钟频率范围要求在,单片机脚频率是单片机时钟频率，因此当单片机时钟频率采用,输入时钟频率即为，发生启动脉冲后需延时才可读取转换数据。如图连接方式，位数据输出引脚可直接与数据总线相连，地址译码引脚分别与相连，以选通中个通道。作为片选信号，在启动转换时，由单片机写信号和。控制地址锁存和转换启动。由于与连在起，因此在锁存通道地址同时也启动转换，在读取转换结果时，用单片机读信号和。引脚级或非门产生正脉冲作为信号，用以打开三态输出锁存器。显示系统电路微机化测控系统中常用测量数据显示器有发光二极管显示器简称或数码管和液晶显示器简称。这两种显示器都具有线路简单耗电少成本低寿命长等优点，本系统输出结果选用个显示。数码管有共阴共阳之分，本系统采用段共阴型，其原理图如图所示，每位数码管内部有个发光二极管，公共端由个发光二极管阴极并接而成，正常显示时公共端接低电平，各发光二极管是否点亮取决于各引脚上是否是高电平。数码管外形结构如图，外部有个引脚，其中,脚为公共端也称位选端，其余个引脚称为段选端，当要使位数码管显示数字中个必须在这个数码管段选端加上与数字显示数字对应位段选码也称字形码，在位选端加上低电平即可。由于系统要显示内容比较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。有共阴极和共阳极两种。如图所示。二极管阴极连接在起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管阳极连接在起，接入电压。位显示器由个发光二极管组成，其中个发光二极管构成字型各个笔划段，另个小数点为发光二极管。当在段发光二极管施加定正向电压时，该段笔划即亮不加电压则暗。为了保护各段不被损坏，需外加限流电阻。图数码管结构原理图符号和引脚共阴极共阳极数码管显示器有两种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。动态扫描显示方式需要解决多位数码管段控和位控问题，本电路通过口实现而每位公共端，即数码管位控，则由口控制。这种连接方式由于多位字段线连在起，因此，要想显示不同内容，必然要采取轮流显示方式，即在瞬间，只让其中位字位线处于选通状态，其它各位字位线处于断开状态，同时字段线上输出这位相应要显示字符字段码。在这瞬时，只有这位在显示，其他几位则暗。在本系统中，字位线选通与否是通过三极管导通与截止来控制，即三极管处于开头状态。因单片机口资源有限，必须对其口进行扩展才能满足实现系统功能，如图所示为用扩展口个位动态显示器，显示扫描由程控实现，其中口输出字型码，口输出位选信号即扫描信号，图中片选线和口相连，选通输入线与口相连，该系统中当且时，选中芯片内三个口。相应端口地址分配如表表端口地址分配图显示电路超限报警电路为了在些紧急状态或反常状态下，能使操作人员不致忽视，以便及时处理，往往需要有种更能引起人们注意提起警觉报警信号产生，这种报警信号通常有三种类型闪光报警鸣音报警语音报警，本系统采用简单易行声光报警电路。如图所示报警电路，报警设备选用压电式蜂鸣器，它约需要驱动电流，只需在其两条引线上加直流电压，即可产生左右蜂鸣声音，图中蜂鸣器端接在高电平，另端接，在初态始终输出高电平，当需要报警时，程序对其端口清零即可，声音长短可用延时程序控制实现。图中接入发光二极管为超高线报警器，当序流程图标度变换在微机化测控系统中，经转换器接口送入微机数据，是对被测量进行测量得到原始数据。这些原始数据送入微机后通常要先进行定处理，然后才能输出作为显示器显示数据。例如当被测温度为，经热电偶转换成热电势，再经放大和转换得到数字是，这个转换结果虽然与温度是对应，但数字上并不是相等。因此，不能当作温度值去显示或打印，必须把转换结果变换成供显示或打印温度值，这个变换就是数字显示标度变换。在该系统中，湿度传感器和相连，川转换器和单片机相连，其中不包括任何非线性数字化测量通道，因此被测量值与转换结果，存在如图所示线性关系。图线性关系在该系统中，土壤湿度测量范围对应输出电压范围为,为位转换器，转换输出数码为。即根据上面公式选则第组寄存器转换计算机所能识别和处理是二进制数，在进行标度变换后结果都是用二进制数进行计算和存储，而在输入输出系统中，按照人们习惯均采用十进制数比较直观些。在计算机中十进制数常采用码即用四位二进制数代表单片机控制节水灌溉系统研究位十进制数表示，这样采样得到数据才可以以十进制形式输出显示。本系统将二进制数转换成数方法是将其除以次幂，即得相应位数，最后余数为个位数。程序如下,因湿度值只能小于，故千位数为,将百位数送显示地址,将十位数送显示地址,将个位数送显示地址动态显示程序根据动态显示系统电路图,控制口地址为,口地址为,口地址为，片内显示缓冲区为，共个单元对应个数码管。程序中先取中数，对应选中最左边数码管，其余类推。由于为共阴极接法，并有反相驱动，字型表中有效字型码为显示段码字型共阳极段共阴极段字型共阳极段共阴极段空白程序清单如下指向控制口设置工作方式字设口口均为输出选中寄存器组指向缓冲区末单元显示位总结通过本次设计，让我很好锻炼了理论联系实际，与具体项目课题相结合开发设计产品能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到问题怎样用理论去解决。在设计过程中，总是遇到这样或那样问题。有时发现个问题时候，需要做大量工作，花大量时间才能解决。自然而然，我耐心便在其中建立起来了。为以后工作积累了经验，增强了信心本文设计了基于单片机自动节水灌溉系统，通过本次课程设计对单片机控制系统原理有了进步了解，提高了科学分析和运用能力，由于本人水平有限，因此对其中原理和实际操作方法有待深入学习研究和提高。文中有不足之处恳请各位老师加以指导，本学生衷心感谢。参考文献景东升单片机自动灌溉控制系统研究设计及应用学位论文北京农业工程大学，武庆生，仇梅单片机原理与应用电子科技大学出版朱定华单片机原理与接口技术电子工业出版社刘瑞新单片机原理及应用教程机械工业出版社吴普特，牛文全，郝宏科现代化高效节水灌溉设施化学工业出版社片外石英晶体或陶瓷谐振器起可构成个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。图中外接晶体以及电容和构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率快速起振作用，其值均为左右，晶振频率选复位电路为了初始化单片机内部些特殊功能寄存器，必须采用复位方式，复位后可使及系统各部件处于确定初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机复位是靠外电路来实现，在正常运行情况下，只要引脚上出现两个机器周期时间以上高电平，即可引起系统复位，但如果引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入输出端口寄存器置为，堆栈指针置为,内置为不定值，其余寄存器全部清，内部状态不受复位影响，在系统上电时内容是不定。复位操作有两种情况，即上电复位和手动开关复位。本系统采用上电复位方式。图中和组成上电复位电路，其值取为,取为数据目录第章绪论节水灌溉系统概述本设计任务和主要内容第二章硬件电路设计单片机控制系统原理单片机主机系统电路时钟电路复位电路数据存储器扩展电路数据采集处理电路显示系统电路超限报警电路第节系统软件设计系统主程序设计采样子程序设计数据处理数字滤波技术标度变换动态显示程序第四章总结参考文献基于单片机自动节水灌溉系统设计绪论我国是农业大国，农田灌溉建设有着悠久历史，但现代化水平不高，而要使我国农田水利灌溉走上新台阶，就必须加速推进农业科学化合理化现代化进程。本系统是针对我国农业引水到田传统灌溉方式，在现代化农业和即将推进精准农业面前落后现状，及灌溉过程中无法知道农作物需水量大小，盲目频繁灌溉过量灌溉所造成水资源浪费现状，提出无线节水灌溉控制系统设计方案。自动控制节水灌溉技术高低代表着农业现代化发展状况，灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展主要原因。单片机控制滴灌节水灌溉系统，该系统可对不同土壤湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度要求进行适时适量灌水，其核心是单片机和机构成控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间关系灌溉控制技术及设备系统硬件软件编程各个部分进行实现。单片机控制部分采用单片机为核心，主要由土壤湿度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机可