论文总字数：16229字

摘 要

：随着科学技术的发展，越来越多的数字化和自动化科技运用于生产活动中，传统的人工灌溉方式耗水量巨大，浪费水资源。不适合我国建设节约型社会的发展战略。本文介绍AT89C51单片机在模拟灌溉中的控制作用。本实验以AT89C51单片机为核心，由信号处理电路、传感器和输出控制电路组成。该系统可以对不同土壤的湿度进行监测，然后通过数据采集，控制信号输出，将检测到的数值与设定值进行比对，然后自动灌溉。先进的自动灌溉系统可以节省大量的水资源与人力资源，有利于我国环保型社会的建设。

关键词：单片机，节水灌溉，土壤湿度

Abstract：With the development of science and technology, more and more digital and automated technologies are applied in production activities. The traditional artificial irrigation method consumes a huge amount of water, which is not suitable for the development strategy of building a conservation-oriented society in China. This paper introduces the control function of AT89C51 single chip computer in simulating space-time irrigation. This experiment takes AT89C51 as the core, and consists of signal processing circuit, sensor and output control circuit. The system can control the humidity of different soils. Through data acquisition, control signal output and sensor automatic monitoring of soil moisture for automatic irrigation, advanced automatic irrigation system can save a lot of water resources and human resources, which is conducive to the construction of environment-friendly society in China. This paper is a simple simulation of the implementation of this technology.

Keywords：singlechip，water saving irrigation，soil moisture

目录

1 绪论 4

1.1 前言 4

1.2 国内外研究现状 4

1.3 研究的目的和意义 5

2 系统元件介绍 5

2.1 系统结构 5

2.2 简介AT89C51单片机 5

2.3 湿度传感器介绍 6

2.4 A/D模块介绍 7

2.5 ADC0832的控制原理 8

2.6 蜂鸣器及按键 9

2.7 继电器 9

3 系统硬件设计与调试 10

3.1 硬件设计 10

3.2 硬件调试 11

4 系统软件设计 12

4.1 系统流程图 12

4.2 按键程序 14

5 仿真设计 15

5.1 湿度传感器仿真 16

5.2 显示电路 16

5.3 按键电路 16

6 实物制作 16

结论 18

参考文献 19

致谢 20

1 绪论

1.1 前言

水是生命之源，我国目前的形势不容乐观，水资源不足，利用率低下，生产生活用水浪费严重。节约用水刻不容缓。传统灌溉设备单一，费时费力费资源灌溉难度很大，严重影响我国经济发展，不能保证农作物的增收增产，不符合我国建设环保型社会节约资源的发展战略。为了改变这种状况，国家应该大力发展自动灌溉技术，研发先进的灌溉设备，科学合理的灌溉。发展自动灌溉技术对于节约用水，扩大灌溉面积，发展农业，提高生产能力具有十分重要的意义。农作物的正常生长发育离不开合理的充足的水资源。我国自主开发制造的灌溉设备成本相对较低，但大多采用通用的普通继电器控制系统，灵敏度不够高，调试与维护难度大，不能实现定时喷灌，操作依赖人工进行，所以市场的占有率不高。由于单片机具有体积小，操作简单，可靠性高，灵敏度高，维修成本低，不依赖人工等优点，所以在国防，电力，通讯等领域都有得到广泛的运用。可是在农业领域的运用却很少。单片机在灌溉系统中可以起到简化结构，增加系统灵敏度的作用，而且单片机可以运用在许多不同的工作环境之中，能够满足诸多复杂的要求。因此单片机是替代传统灌溉设备的优先选择。

1.2 国内外研究现状

意大利、法国、英国、美国、中东和日本的以色列是当今世界灌溉技术的领先国家。上述国家很早之前就开始研究自动灌溉技术，研究技术水平高，我国与他们在相关领域还存在一定差距。这些国家还继续深入研究灌溉技术，进一步发展灌溉专家系统，有利于提高农业收入和产量。当今世界，自动灌溉技术发展最先进出色，令人印象深刻的国家，应该非以色列莫属。他已经开发出可以在家中利用电脑对灌溉过程进行全部遥控的技术。其运用在农业生产领域的高端灌溉以及相关的配套技术，对于发展农业，改善民生，起到了至关重要的作用。

这几年来，由于国家对农业的重视和日益严重的环境问题，全国各地积极发展节水灌溉，我国灌溉技术迎来了快速增长的黄金时期。虽然自动灌溉技术近些年来在我国发展十分迅速，但是环境控制水平还不高。自动灌溉和施肥控制技术的发展目前仅限于引进和吸收阶段。除去个别引进国外的成套设备以外，我国自主生产制造的灌溉设备与国外设备相比较还处于落后状态，灌溉技术也存在一定差距，仍然有很多开发空间。灌溉控制主要是根据人类经验进行。由于我国现代灌溉技术的发展现状，仍有许多核心技术问题没能得到解决。特别是在自动控制系统中，这些技术仍然在研究和发展阶段，我国的灌溉技术不能满足需求。

1.3 研究的目的和意义

农业是人类自古以来赖以生存的根本，是基本生活的支柱产业。高端科技和现代教育是农业的出路所在。科学技术的发展推动传统农业的转换改变。相比于制造业和交通领域，农业还处在落后的状态。自动灌溉技术尤为落后。我国农业未能得到快速发展，自动控制技术落后，自动灌溉设备单一是重要的原因。传统的灌溉方式以来人工操作，存在诸多弊端。在操作中甚至还不能有效的控制一些简单的变量。为了改变这种状况，发展农业生产，节约水资源和人力资源，大力发展自动灌溉技术和研发先进的灌溉设备是必由之路。

现代智能控制器是灌溉系统田间管理的有效手段和工具。提高了灌溉作业的准确性，便于灌溉过程的科学管理，降低对操作者本身素质的要求。除了能大大减少劳动量，更重要的是可以准确，定时，定量，高效地给农作物自动补充水分，它可以提高质量，增加产量，节水节能。

2 系统元件介绍

2.1 系统结构

此次的设计系统有电源接口电路，土壤检测电路，显示电路，继电器控制潜水泵电路，蜂鸣器电路，按键设置六大部分组成。系统原理图如图2-1所示。

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