設(shè)計要求
1.設(shè)計一種基于51單片機的花卉、農(nóng)田自動澆水灌溉系統(tǒng)；

2.能夠檢測土壤濕度，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的下限值時，啟動水泵進行澆水灌溉，并提供相應(yīng)的聲光報警指示；

3.能夠通過按鍵設(shè)定濕度上下限值；

4.土壤濕度數(shù)據(jù)和濕度上下限值通過LCD1602顯示屏顯示；

5.完成系統(tǒng)元器件選型、電路繪制與C程序編寫；

系統(tǒng)概述
自動澆水灌溉系統(tǒng)設(shè)計方案，以AT89C51單片機為控制核心，采用模塊化的設(shè)計方法。

組成部分為：5V供電模塊、土壤濕度傳感器模塊、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、水泵控制模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示模塊和聲光報警模塊，結(jié)構(gòu)如下。

系統(tǒng)框圖

工作原理為：土壤濕度傳感器測出土壤濕度模擬信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸?shù)?1單片機，單片機將土壤濕度數(shù)據(jù)與設(shè)定的上下限值進行比較。

當(dāng)土壤濕度低于下限時，驅(qū)動水泵工作進行灌溉澆水，并提供聲光報警。當(dāng)土壤濕度增加至超過下限時，聲光報警關(guān)閉，但水泵會繼續(xù)工作，直到土壤濕度繼續(xù)增加并超過設(shè)定的上限值為止。

用戶可通過按鍵設(shè)定濕度上下限值，土壤濕度數(shù)據(jù)和上下限值數(shù)據(jù)均通過LCD顯示屏實時顯示。

仿真電路圖

仿真電路圖

原理圖

原理圖

仿真結(jié)果分析
打開Proteus仿真文件，其后綴名為.DSN。雙擊單片機，加載AutoWater.hex文件（位于Keil C程序文件夾內(nèi)），運行仿真，結(jié)果如下。

仿真運行效果

由圖可知，LCD顯示當(dāng)前測量的土壤濕度（Humidity）為53%，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的濕度上限（H：High的縮寫）為60%，下限（L：Low的縮寫）為30%，土壤濕度正常，在上下限范圍之內(nèi)。

此時，濕度低報警燈和蜂鳴器處于關(guān)閉狀態(tài)，繼電器RL1開關(guān)打至下方，水泵處于斷電狀態(tài)。

通過調(diào)節(jié)滑動變阻器RV2（鼠標(biāo)點擊上下兩個紅色箭頭），改變輸入到ADC0832采樣通道0的電壓大小來模擬土壤濕度的變化。

點擊RV2向下的紅色箭頭，模擬土壤濕度的降低。例如，當(dāng)土壤濕度從53%降低至23%，低于下限值30%時，紅色LED報警燈點亮，蜂鳴器發(fā)聲，繼電器RL1開關(guān)打至上方，水泵通電，開始自動澆水，綠色的水泵工作指示燈也被點亮。

土壤濕度低于下限

點擊RV2向上的紅色箭頭，模擬土壤濕度的增加。

當(dāng)土壤濕度從23%增加至37%，超過下限時，聲光報警停止工作，但水泵會繼續(xù)工作，直到土壤濕度繼續(xù)增加到高于上限值為止，過程如下所示。

土壤濕度增加至37%，超過下限，聲光報警停止，水泵繼續(xù)工作

土壤濕度繼續(xù)增加至62%，超過上限，水泵停止工作

需要說明的是，水泵停止工作（即：土壤濕度超過上限）后，調(diào)節(jié)RV2模擬土壤濕度的下降，在下降到上下限范圍內(nèi)時，水泵不會啟動，只有土壤濕度繼續(xù)下降至低于下限時才會啟動。

通過按鍵可以預(yù)設(shè)濕度的上下限值。

點擊“設(shè)定”鍵，進入上下限設(shè)置模式，首先是H上限值光標(biāo)閃爍，此時可以點擊加/減鍵，改變上限值大小。

上限值光標(biāo)閃爍

上限值設(shè)置完成后，點擊“設(shè)定”鍵，L下限值光標(biāo)閃爍，同理，點擊加/減鍵，改變下限值大小。

下限值光標(biāo)閃爍

濕度上限75%，下限25%

綜上所述，仿真運行效果滿足設(shè)計要求。

資源內(nèi)容
（1）基于51單片機花卉、農(nóng)田自動澆水灌溉系統(tǒng)設(shè)計論文；

（2）Proteus仿真文件；

（3）C程序文件；

（4）原理圖文件；

（5）Visio流程圖文件；

（6）參考資料；

（7）元器件清單；

資源截圖

資源獲取方法
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