论文总字数：20062字

摘 要

本文的设计是基于单片机的盆栽自动灌溉控制系统。本设计以STC89C51为控制单元，以YL-69为实时土壤水分检测模块。该模块将检测到的数值送至单片机内处理，然后在LCD1602模块显示出来，蜂呜器作为报警模块，当土壤的湿度值低于预设值下限时，蜂鸣器将发出声音。控制单元会立即处理实时的信息，并输出实时控制指令，继电器控制电磁阀的吸合，从而控制水泵工作，以便达到自动浇水的功能，在土壤的湿度值高于预设值上限时，蜂鸣器也会发出声音提醒，此时需要人为将盆栽放于太阳下晒一会。当设为手动模式时，单片机通过短信模块，会将实时的湿度信息发送至主人手机，主人通过读取信息内容，判断出是否需要浇水。

关键词: STC89C51单片机，YL-69湿度传感器，水泵，LCD1602，短信模块

Abstract: The design of this paper is a potted automatic irrigation control system based on single-chip computer. This design takes STC89C51 as control unit and YL-69 as real-time soil moisture detection module. The module sends the detected values to the MCU for processing, and then displays them in the LCD1602 module. When the soil moisture is lower than the preset value, the buzzer as an alarm module will emit sound, which can set the upper and lower limits of the buzzer in advance. YL-69 humidity sensor is used to measure soil humidity. STC89C51 MCU processes the received information and outputs control signal in real time. The control signal passes through control relay to control whether the pump power needs to be turned on and off in order to achieve the function of automatic watering. When watering, buzzer will send out sound reminder. When set to manual mode, the MCU will send the real-time humidity information to the host cell phone through the short message module. The host can judge whether watering is needed by reading the information content.

Keywords: STC89C51 MCU, YL-69 humidity sensor, water pump, LCD1602, short message module

目 录

1 绪论 4

2 系统设计 4

2.1.1 系统总体设计 4

2.1.2 芯片的选择 5

2.1.3 系统结构 6

3 硬件选择 6

3.1 STC89C51主要参数 6

3.2 时钟电路 7

3.3 STC89C51的复位电路 7

3.4 YL-69土壤湿度传感器 9

3.5 继电器 10

3.6 蜂鸣器及按键 11

3.7 短信模块 12

4 系统的软件设计 13

4.1 系统工作流程图 13

4.2 ADC0832工作流程 14

4.3 相关软件程序 15

4.3.1 LCD1602显示器程序 15

4.3.2 按键程序 15

4.4 硬件调试 19

结 论 20

参 考 文 献 21

致 谢 22

附 录 23

1 绪论

由于生活水平的提高，人们不再满足于简单的生活方式。越来越多的人希望改善他们的生活环境，在小区里，通过花园种植花草树木来减少空气的污染物。在家中，许多市民会选择种植一些盆栽。不仅能够增加空气湿度，还能够陶冶情操，经过了一天的劳动，身心都会感到疲劳，如果在家里能欣赏到好看的花树，身心都会放松许多。众所周知，植物的生长离不开水，而花盆里只能存储有限的水，需要定期的浇水，很多时候，人们因工作此类的事，可能不会及时的浇水，这样反复多次，容易导致植物缺少水分而枯死，不仅浪费经济，而且经过多次失败的种植经历，人们可能会有放弃种植盆栽的想法。

由于植物生长环境的不同，对水量的要求也就存在差异，合理的浇水不仅可以使植物生长良好，而且还可以实现节水。因此，节水的灌溉系统更受大众们的喜爱，该系统的设计主要包括两个方面：一是测量和判断，根据土壤湿度和植物需水特征确定灌溉水量，不再是根据日常的种植经验进行浇水。二是自动灌溉，根据所测量的数值进行运算，由单片机输出电平信号控制继电器的通断，从而借助微型水泵进行浇水，达到了自动浇灌的目标。最大化的减少了水资源的浪费，也摆脱了以前人工手持洒水器的方式，降低了人力的成本。当人们需要远出时，不能及时的看到植物的生长状况，可以通过单片机发送短信告知人们盆栽是否需要浇水，在自动模式下，如果，土壤湿度值低于与设置下限时，手机会收到短信通知湿度过低，并且单片机控制水泵进行浇水，当土壤的实时湿度大于预设值上限时，手机会收到短信通知湿度过高，水泵会停止工作，在手动模式下，可以通过实时的湿度数值，判断出是否需要浇水。

2 系统设计

2.1.1 系统总体设计

在中国，不少地区均采用了自动浇灌系统，其中大多数选用了虹吸原理进行浇水，即使空气被最大化的隔离在排外系统外，利用液面高度差的作用力现象，为浇水系统创造条件，但这种灌溉方法是连续不停的浇水，对选址有着较大的要求，采取这种措施只能保证植物不会缺少水分而枯萎致死，对植物来说这并不是最好的生长环境，而且还浪费水资源。

本次设计提出了一种智能的浇灌方法，这个系统的优点是不需要一直观察植物，根据实时的湿度进行浇水，使得人们可以安排自己的时间做其他事情，在浇溉的过程当中，依据不同植物对水需求量的差异，合理的分配水资源，减少水分的流失。这个系统简单易于操作，通过土壤湿度器对泥土进行测量，将得到的数值传送至单片机，单片机系统对接收到的数据进行分析处理，从而判断出是否需要浇灌。假定泥土的湿度值小于预设的警戒值，蜂鸣器立刻报警，发出嗡嗡声，同时单片机控制水泵进行浇水，当植物湿度数值达到上限时，水泵停止浇水，完成自动浇灌的目的。本次设计主要实现如下的工作：一、使用YL-69感应器对泥土进行测量；二、所获得的土壤湿度值显示在LCD1602屏幕上；三、根据不同植物对水的需求量，通过按键输入湿度的上下限；四、在手动模式下，通过短信模块发送的信息进行控制水泵是否需要浇水；五、控制单元对接收到的信息进行运算处理，并输出指令，控制水泵的通断。本设计分为软件和硬件模块，硬件模块划分为单片机主控、湿度数值显示、土壤湿度的检测、按键输入、水泵浇灌、峰鸣器，短信模块发出通知七大模块。STC89C51单片机作为控制中心模块，对反馈的信息运算加工，实时输出指令；YL-69是土壤检测湿度模块；按键模块是使用设定键调整植物的湿度上限和下限；LCD1602显示屏主要显示YL-69湿度检测器测量到的泥土湿度值和该植物的上下限数值；微型水泵和蜂鸣器用于执行系统命令。软件结构适用于硬件配置，也是可以分为6个模块的。软件系统主要包括主程序、湿度测量子程序、显示数值子程序、按键输入子程序、执行子程序和系统定时中断服务系统等构成。该系统非常灵活，具有很强的交互性即能够随时改变湿度的上下限预设值；在整个设计过程中，需要把软件和硬件彼此对应起来，将整个系统分为模块化的思路。通过多次实验发现，该系统测量数据误差小、工作稳定，有着很可靠的使用效果。

2.1.2 芯片的选择

控制中心的选择：STC89C51单片机是一种由美国STCMEL公司生产的新型低能耗、高性能的CMOS8位微控制器，在网上可以查阅到与之相关的资料，并且该单片机价格相较而言比较适中，同时兼容各种MCS-51系列指令系统。因此，我们在本次设计中选择了STC89C51单片机。

A/D芯片的选择：ADC0832芯片是一个8位分辨率的双通道A/D转换芯片。其外观比较小，价格适中，兼容性很强的特点，其在我国已经有了很高的普及率。

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