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编号：
CP-51-2021-024
设计简介：
本设计是基于单片机的智能花盆，主要实现以下功能：
- LCD1602显示当前温度、土壤湿度以及光照值
- 继电器控制加热、水泵、输液以及补光
- 步进电机模拟松土
- 可通过按键设置温度、土壤湿度、光照度、松土时间以及输液时间
- 可手动控制松土以及输液
标签：51单片机、DS18B20、LCD1602、光敏电阻
题目扩展：土壤浇灌、盆栽控制
中控部分概述
本设计的中控部分采用了STC89C52单片机作为核心控制器。该单片机负责接收来自输入部分的各种传感器数据和用户操作指令，通过内部程序进行数据处理和逻辑判断，然后根据处理结果控制输出部分的各个模块，实现对智能花盆系统的全面管理和调控。STC89C52单片机作为整个系统的“大脑”，确保了系统的稳定运行和高效响应。
输入部分概述
输入部分由五个关键模块组成，用于收集智能花盆所需的各种环境参数和用户操作指令：
- DS18B20温度检测模块：用于实时检测当前环境的温度，并将温度数据发送给单片机进行处理。
- 湿度传感器和ADC0832组成的湿度检测模块：通过湿度传感器检测当前环境的湿度，并利用ADC0832模数转换器将湿度信号转换为数字信号，供单片机读取。
- 光照传感器和ADC0832组成的光照检测模块：用于检测当前的光照强度，同样通过ADC0832将光照信号转换为数字信号，供单片机分析。
- 独立按键模块：提供用户交互界面，通过四个独立按键实现界面切换、手动松土、手动补光、调整温度/湿度/光照强度的最小值以及调整松土和输液时间等功能。
- 供电电路：为整个智能花盆系统提供稳定的电源供应，确保各个模块能够正常工作。
输出部分概述
输出部分由七个模块组成，根据单片机的控制指令实现相应的功能：
- LCD1602显示模块：用于显示当前温度、湿度、光照强度、松土时间和输液时间等信息，以及用户设置的温度、湿度、光照最小值、松土时间和输液时间等参数。
- 加热继电器：当检测到的温度低于用户设定的最小值时，单片机控制加热继电器打开，启动加热设备。
- 水泵继电器：当湿度低于用户设定的最小值时，单片机控制水泵继电器打开，启动水泵进行加湿。
- 补光继电器：当光照强度低于用户设定的最小值时，单片机控制补光继电器打开，启动补光设备。
- 输液继电器：当输液倒计时结束时，单片机控制输液继电器打开，启动输液设备。
- 四相步进电机及驱动模块：当松土倒计时结束时，单片机控制步进电机转动，模拟松土动作。
- 蜂鸣器：用于提供按键音反馈，增强用户交互体验。
综上所述，本设计通过中控部分的STC89C52单片机、输入部分的多种传感器和用户操作界面以及输出部分的多种执行模块，共同构建了一个功能完善的智能花盆系统。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分是光敏电阻，第十部分是温度检测模块，使用DS18B20温度传感器，检测当前花盆的温度，第十一部分是继电器，第十二部分是步进电机。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 土壤湿度检测实物测试
如图5-2所示，当我们所设置的所检测到土壤湿度小于我所设置的最小湿度，我们的水泵继电器将打开，加水。当我们土壤湿度检测传感器检测到土壤湿度大于我们所设置的土壤湿度阈值。加水继电器关闭。
图5-2土壤湿度情况实物图
5.3 光照强度实物测试
如图5-3所示，当我们用手盖住光敏电阻传感器，检测到的光照小于我们所设置的阈值，温度关照继电器打开进行补光。
图5-3光照强度实物检测实物图
5.4 输液和松土倒计时实物测试
如图5-4所示，此设计中可以设置松土时间和输液时间，当我们的松土的时间结束，步进电机模拟松土进行转动。下面表示的是输液倒计时，当结束时输液继电器打开。
图5-4 输液和松土倒计时实物图
设计摘要：
本论文以STC89C52单片机为核心控制器，设计并实现了一种基于单片机的智能花盆系统。该系统通过多个传感器获取花盆的温度、湿度和光照强度等数据，并通过内部处理和控制，实现了自动调节温度、湿度和光照的功能。同时，系统还具备手动操作的能力，用户可以通过按键进行界面切换、手动松土、手动补光等操作。输出部分包括LCD显示模块、继电器和步进电机等，用于显示当前环境参数和执行相应的控制动作。通过该智能花盆系统，用户可以方便地监测和管理花盆的生长环境，提高植物的生长质量和生存率。
关键词：单片机；光敏电阻；步进电机；土壤湿度传感器
字数：10000+
内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4土壤湿度传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 土壤湿度检测实物测试
5.3 光照强度实物测试
5.4 输液和松土倒计时实物测试
结 论
参考文献
致 谢
