设计要求
1.设计一种基于51单片机的花卉、农田自动浇水灌溉系统;
2.能够检测土壤湿度,当低于设定的下限值时,启动水泵进行浇水灌溉,并提供相应的声光报警指示;
3.能够通过按键设定湿度上下限值;
4.土壤湿度数据和湿度上下限值通过LCD1602显示屏显示;
5.完成系统元器件选型、电路绘制与C程序编写;
系统概述
自动浇水灌溉系统设计方案,以AT89C51单片机为控制核心,采用模块化的设计方法。
组成部分为:5V供电模块、土壤湿度传感器模块、ADC0832模数转换模块、水泵控制模块、按键输入模块、LCD显示模块和声光报警模块,结构如下。
工作原理为:土壤湿度传感器测出土壤湿度模拟信号,经AD转换器将模拟信号转换成数字信号后传输到51单片机,单片机将土壤湿度数据与设定的上下限值进行比较。
当土壤湿度低于下限时,驱动水泵工作进行灌溉浇水,并提供声光报警。设计获取,蒋宇智QQ(2327603104)。
当土壤湿度增加至超过下限时,声光报警关闭,但水泵会继续工作,直到土壤湿度继续增加并超过设定的上限值为止。
用户可通过按键设定湿度上下限值,土壤湿度数据和上下限值数据均通过LCD显示屏实时显示。
土壤湿度传感器
Proteus仿真电路
原理图
仿真结果分析
打开Proteus仿真文件,其后缀名为.DSN。双击单片机,加载AutoWater.hex文件(位于Keil C程序文件夹内),运行仿真,结果如下。
由图可知,LCD显示当前测量的土壤湿度(Humidity)为53%,系统预设的湿度上限(H:High的缩写)为60%,下限(L:Low的缩写)为30%,土壤湿度正常,在上下限范围之内。资源获取,蒋宇智QQ(2327603104)。
此时,湿度低报警灯和蜂鸣器处于关闭状态,继电器RL1开关打至下方,水泵处于断电状态。
通过调节滑动变阻器RV2(鼠标点击上下两个红色箭头),改变输入到ADC0832采样通道0的电压大小来模拟土壤湿度的变化。设计获取,公众号:交院小智。
点击RV2向下的红色箭头,模拟土壤湿度的降低。例如,当土壤湿度从53%降低至23%,低于下限值30%时,红色LED报警灯点亮,蜂鸣器发声,继电器RL1开关打至上方,水泵通电,开始自动浇水,绿色的水泵工作指示灯也被点亮。
点击RV2向上的红色箭头,模拟土壤湿度的增加。
当土壤湿度从23%增加至37%,超过下限时,声光报警停止工作,但水泵会继续工作,直到土壤湿度继续增加到高于上限值为止,过程如下所示。
需要说明的是,水泵停止工作(即:土壤湿度超过上限)后,调节RV2模拟土壤湿度的下降,在下降到上下限范围内时,水泵不会启动,只有土壤湿度继续下降至低于下限时才会启动。
通过按键可以预设湿度的上下限值。
点击“设定”键,进入上下限设置模式,首先是H上限值光标闪烁,此时可以点击加/减键,改变上限值大小。
上限值设置完成后,点击“设定”键,L下限值光标闪烁,同理,点击加/减键,改变下限值大小。
上下限值都设置完成后,再次点击“设定”键,退出上下限设置模式。例如,我们设置湿度上限值H为75%,下限值L为25%,结果如下图所示。
综上所述,仿真运行效果满足设计要求。
C代码
void main()
{
Init1602();
init();
init_eeprom();
while(1)
{
for(m=0;m<50;m++)
sum = adc0832(0)+sum;
temp=sum/50;
sum=0;
temp = temp*0.390625;
if(set==0)
Display_1602(temp,MH,ML);
if(temp<ML&&set==0)
{
flag=1;
Relay=0;
LED_R=0;
}
else if(temp>MH&&set==0)
{
flag=0;
Relay=1;
LED_R=1;
}
else
{
flag=0;
LED_R=1;
}
Key();
}
}
资料内容
(1)基于51单片机花卉、农田自动浇水灌溉系统设计论文;
(2)Proteus仿真文件;
(3)C程序文件;
(4)原理图文件;
(5)Visio流程图文件;
(6)参考资料;
(7)元器件清单;
资源截图