基于单片机的节水灌溉系统设计.doc

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1、 基于单片机的节水灌溉系统设计摘要：本文给出了一种基于单片机的节水灌溉系统的设计，系统由信号调理电路， ADC0809模数转换，单片机AT89C51，键盘显示等电路来实现对土壤湿度的实时测量监控。进行湿度范围设置与显示，使土壤湿度保持适度范围。关键词：单片机AT89C51；信号调理电路；A/D转换器；按键显示1引言随着中国农业现代化进程的加快、农业结构的调整以及我国加入WTO等因素，农业灌溉自动化技术的要求越来越高，灌溉控制器在我国有着巨大的市场。节水灌溉控制器近期在中国应朝着价格低、性能可靠、操作简便的方向发展。但从长远利益考虑，新的智能化技术、传感技术和农业科技的引入、应用和普及，将会有智

2、能化程度更高、功能更强、性能更稳定可靠的灌溉控制器出现。经过多年的发展，国外灌溉控制器已逐步趋于成熟、系列化，但价格昂贵，国内虽引进一些，但多数是农业示范区、科研单位、高校，虽然国外生产的灌溉控制器性能优越，但没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。国内虽然有多家研制灌溉控制器，但多数是小规模、实验和理论的探讨应用不够普及，究其原因一则是开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物力的投入，需要多部门、多学科的融合，这在一定程度上限制了性能完善、适应性强的控制器的开发。其次是现在开发出来的灌溉控制器价格昂贵，农民尽管知道能节省人力

3、、灌溉用水、提高产量，但由于一次性投入太大，多数农民承受不起，这也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。综上所述，西方发达国家在节水灌溉控制器的开发上已越来越成熟，且发展趋势是研制大型分布式控制系统和小面积单片机控制系统，并带有通信功能，能与上位机进行通信，并可由微机对其编程操作。同时随着人工智能技术的发展，模糊控制，神经网络等技术为节水灌溉控制器的研制开辟了广阔的应用前景。而国内在灌溉控制器的研制方面还没有形成规模大、应用范围广的成套灌溉控制产品。国内的一些高尔夫球场等大面积场地灌溉控制，一般引用国外现成的成套灌溉控制产品。而广大农村可根据我国国情和各地经济和技术发展的实际情况，采取简单可行的

4、节水灌溉控制措施及相应的排灌机械和设备，大力发展可靠、实用、成本低、操作简便的节水灌溉控制器，这样做不仅具有广阔的市场，而且具有巨大的社会和经济效益。现代智能型控制器是进行灌溉系统田间管理的有效手段和工具，它可提高操作准确性，有利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，更重要的是它能准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分，以提高产量、质量，节水、节能。现代灌溉控制器的研究使用在我国的农、林、及园艺为数不多，与发达国家相比，有较大的差距，还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程的自动化控制系统，也是根据经验法来确定每天灌溉次数和每天灌溉量，如果灌溉

5、量与作物实际需水量相比太少，便不能有效的促进作物健康成长；而灌溉量太多，肥水流失，又会造成资源浪费，同时传统的灌溉法还需要相关的专家实时观察并经验指导生产，劳动生产率低，这也不能与现代化农业向优化、高效化方向发展要求同步。2 总体方案设计2.1方案一HS1101参考电压 A/D转换TLC2543 AT89C51单片机日历时钟FM24C25电源控制8155打印机RS232接口MAX232串行中文显示图1 方案一系统电路图该电路由传感器HS1101通过TLC2543模数转换芯片与单片机连接组成湿度检测电路。单片机通过MAX232芯片，RS232接口与打印机连接，组成打印输出系统。由SD2000日历

6、时钟芯片与FM24C256存储芯片共同给AT89C51提供时钟日历信号，而经单片机AT89C51处理过的湿度信号通过串行中文图文显示模块输出到液晶显示屏，从而实现对土壤湿度的测量监控，能进行湿度范围设置与显示，能够实现节水灌溉。2.2方案二种植作物的土壤土壤湿度传感A/D转换 AT89C51单片机LED显示电磁阀放大驱动图2 方案二系统电路图该系统采用AT89C51单片机来实现。用湿度检测电路中的湿敏电阻对土壤湿度进行采集，所得电流信号经处理得到可用的电压信号，输入到A/D转换器ADC0809转换成数字信号，再由单片机对此信号进行处理。系统将测得土壤的湿度值,送到LED显示电路显示,从而实现对

7、土壤湿度的测量监控，能进行湿度范围设置和显示， 同时通过模糊控制算法实现对水泵开关的智能控制。该电路主要由AT89C51系统电路、电源电路、湿度检测电路、按键显示电路、开关控制电路等组成。软件选用汇编语言编程。单片机可将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量转换成数字量，并传输给控制系统检测是否该灌溉。该系统灵活性强，成本低，可靠性高，在实际应用中前景广阔。3硬件电路设计和论证要实现智能灌溉，系统需要有单片机、传感器、A/D模块，电动机、电磁阀和喷头等设备。单片机：负责发出和接收各种运行程序指令，是整个控制系统的中枢部分。传感器：通过传感器采集土壤里的湿度信号，判断是否需要灌溉。A/D模块：将传

8、感器采集的信号经转换后送到单片机。电动机：从水源抽水，为喷灌和滴灌系统提供一定的压力。电磁阀：控制喷头的喷灌与否。3.1单片机主机系统电路设计 AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版，内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与IntelMCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C51构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。 图3 AT89C51

9、主机系统电路图3.1.1 时钟电路单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，其频率范围为1.2MHZ至12MHZ，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大电路的输入和输出端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，如上图所示在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反相放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。图中外接晶体Y1以及C1和C2构成并联谐振

10、电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30P左右，晶振频率选6MHz，电容器C1、C2主要起频率微调的作用。3.1.2 复位电路为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出（I/O）端口寄存器置为FFH，堆栈指针SP置为07H，SBUF内置为不定值，其余的寄存器全部清0，内部RAM的状态不受复位的

11、影响，在系统上电时RAM的内容是不定的。复位操作有两种情况，即上电复位和按钮手动复位。本系统采用上电复位方式。 图中C3和R1组成上电复位电路，其值R取为1K，C取为1pF。3.1.3数据存储器的扩展电路AT89C51单片机内部只有128字节的数据RAM，本系统应用中可能用到更多的RAM，所以只能在片外进行扩展。扩展RAM芯片一般采用静态RAM（SRAM），本系统选用6116即可满足课题要求，存储容量为2K*8。AT89C51单片机外接数据RAM时，P2口输出存储器地址的高8位，P0口分时输出地址的低8位和传送指令字节或数据。P0口先输出低8位地址信号，在ALE有效时将它锁存到外部地址锁存器中

12、，然后P0口作为数据总线使用，此处地址锁存器选用74LS373，实际电路图连接如图4所示。图4 数据存储器的扩展电路图地址锁存器74LS373实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器，在单片机系统中，为了扩展外部存储器，通常需要一块74LS373。其引脚如图5所示。图5 74LS373引脚图1D8D为8个输入端。 1Q8Q为8个输出端。 G是数据锁存控制端；当G=1时，锁存器输出端同输入端；当G由“1”变为“0”时，数据输入锁存器中。 OE为输出允许端；当OE=0时，三态门打开；当OE=1时，三态门关闭，输出呈高阻状态。 单片机系统中常采用74LS373作为地址锁存器使用，输入端1D8D接至单片

13、机的P0口，输出端提供的低8位地址，G端接至单片机的地址锁存允许信号ALE。输出允许端OE接地，表示输出三态门一直打开。RAM芯片6116扩展，6116是2KB的静态RAM。（1）地址线6116低8位地址A0A7经地址锁存器74LS373与P0接口的P0.0P0.7相连通，高3位地址A8A10直接与P2接口的P2.0P2.2连接，共11根地址线（2）数据线6116的数据线IO 0I07与P0接口P0.0P0.7直接相连，P0接口兼做数据线和地址线。（3）控制线74LS373的C端连接80C51的ALE端。6116的输出使能端接80C51的(P3.7)端，是片外数据存储器读选通控制端，低电平有效

14、。6116的写允许端面与80C51的(P3.6)端接通，是片外数据存储器写选通控制端，低电平有效。片外数据存取工作原理（CPU读取和写入数据的过程）：当CPU向数据存储器写入(存入)数据时，先把要写入数据的单元地址经P0接口、P2接口进出，锁存后连到6116的地址端A0A10，然后再把欲写入的数据送至P0接口，一旦80C51写选通控制信号为低电平，便使6116的写允许端为低电平，此时则把数据写入6116指定单元中。当CPU从数据存储器6116中某单元读出数据时，同样先经P0、P2接口送出要读数据的单元地址，一旦8051的读选通信号 为低电平，使得6116的读允许端 为低电平时。则把指定地址单元

15、中的数据经P0接口读入单片机内部RAM中。3.2数据采集处理电路ADC0809由八路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、256电阻阶梯、树状开关、逐次逼近式寄存器SAR、控制电路和三态输出锁存器等组成。ADC0809采用双列直插式封装，共有28条引脚。如图6所示。 123456789101112132827262524232221201918171615140809IN3IN4IN5IN6IN7STARTEOCD3(2-5)OECLKVCCVref(+)GNDD1(2-7)IN2IN1IN0ADDAADDBADDCALED7(2-1)D6(2-2)D5(2-3)D4(2-4)D0(2-8)Vr

16、ef(-)D2(2-6)图6 ADC0809端子图(1)IN0-IN7（8条）为八路模拟电压输入线，用于输入被转换的 模拟电压。(2)地址输入和控制ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，ADDA、ADDB和ADDC三条地址线上地址信号得以锁存，经译码后控制八路模拟开关工作。ADDA、ADDB和ADDC为地址输入线，用于选择IN0-IN7上哪一路模拟电压送给比较器进行A/D转换。(3)数字量输出及控制线START为“启动脉冲”输入线，该线上正脉冲由CPU送来，宽度应大于100ns。EOC为转换结果输出线，该线上高电平表示A/D转换已结束，数字量已锁入“三态输出锁存器”。2

17、-12-8为数字量输出线，2-1为最高位。OE为“输出允许”线，高电平时能使2-12-8引脚上输出转换后的数字量。(4)电源线及其他（5条）CLOCK为时钟输入线，用于为ADC0809提供逐次比较所需640KHZ时钟脉冲序列。VCC为+5V电源输入线，GND为地线。VREF(+)和VREF(-)为参考电压输入线，用于给电阻阶梯网络提供标准电压。VREF(+)常和VCC相连，VREF(-)常接地。(5)ADC0809是一种8位逐次逼近式A/D转换器，内部具有锁存控制的8路模拟开关，外接8路模拟输入端，可同时对8路0-5V的输入模拟电压信号分时进行采集转换，ADC0809转换器的分辨率为8位，最大

18、不可调误差小于正负1LSB，采用单一+5V供电，功耗为15mW，不必进行零点和满度调整。 ADC0809的工作过程：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送 A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的

19、完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。本系统中ADC0809与AT89C51单片机接口如图7所示。采用等待延时方式。ADC0809的时钟频率范围要求在10-1280KHz,AT89C51单片机的ALE的频率是单片机时钟频率的1/6，因此，当单片机的时钟频率采用6MHz，ADC0809输入时钟频率即为CLK=1MHz,发生启动脉冲后需延时100Us才可读取A/D转换数据。如图7连接方式，ADC0809的8位数据输出引脚可直接与数据总线相连，地址译码引脚A,B,C分别与74LS373的A,B,C相连，以选通IN0-IN7中的一个通道。AT89C51的P2.5作为片选信号，在启动AM转换时，由单片

20、机的写信号WR和P2控制ADC的地址锁存和转换启动。由于ALE与START连在一起，因此，ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换，在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和P2，引脚一级或非门产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。图7 数据采集处理电路图3.3信号调理电路如图8所示，图8 信号调理电路图信号调理电路的作用是将被测湿度参数的变化转化成电压变化，经放大、滤波后能满足A/D模块的要求。本电路由湿度检测电路、湿度信号放大电路和高精度稳压电源电路组成。湿度检测电路由湿敏电阻RH、晶体管VT以及R17、R18等组成。湿度信号放大电路由U1A、RP1、RP2、R19、R20、

21、R22、R23和VD3组成。稳压电源电路为湿度检测电路提供2.5V的稳压电源。当湿度发生变化时，使得湿敏传感器的阻值也不同。这个电阻成为VT的基极偏流电阻，偏流电阻的不同使基极电流也不同，从而改变了VT的集电极电流，也改变了发射极电流，在R18上将射极电流转换成电压，并将该电压送至A1的同相输入端，经A1放大后输出，并由VD3控制输出电压在2V以内。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适用于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源，工作模式在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关，使用范围包括传感放大器，直流增益模块音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他

22、所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。3.4数字显示电路 LED显示土壤湿度值，在灌水期间以倒计时的方式显示灌水剩余时间。数字显示电路由4个LED显示器和键盘控制电路组成。数码管有共阴共阳之分，本系统采用8段共阴型LED，每位数码管内部有8个发光二极管，公共端由8个发光二极管的阴极并接而成，正常显示时公共端接低电平（GND），各发光二极管是否点亮取决于a-dp各引脚上是否是高电平。LED数码管外部有10个引脚，其中3,8脚为公共端也称位选端，其余8个引脚称为段选端，当要使用某一位数码管显示某一数字（0-9中的一个），必须在这个数码管的段选端加上与数字对应的8位段选码（也称字形码），在位选端

23、加上低电平即可。数码管显示有两种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。静态显示的特点是各LED管能稳定地同时显示各自字形；动态显示是指各LED轮流一遍一遍显示各自字符，人们因视觉惰性而看到的是各LED似乎在同时显示不同字形。为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。动态扫描方式需要解决多位LED数码管的“段控”和“位控”问题，本电路通过P1口实现：而每一位的公共端，即LED数码管的“位控”，则由P3口控制。这种连接方式由于多位字段线连在一起，因此，要想显示不同的内容，必然要采取轮流显示的方式，即在某一瞬间，只让其中某一位的字位线处于选通状态，其它各位的字位线处于断开状态，同时字段

24、线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只要这一位在显示，其它几位则暗。本系统中，字位线的选通与否是通过PNP三极管的导通与截止来控制的，即三极管处于“开关”状态。在单片机系统中，LED和键盘是两种很重要外设。键盘用于输入数据、代码和命令；LED用来显示控制过程和运算结果。图9 数字显示电路图ZLG7289是由广州周立功单片机发展有线公司自行设计的键盘显示接口芯片，它具有SPI串行接口功能，可同时驱动8位共阴极数码管（或64只独立LED）和64个键，单片即可完成LED显示、键盘接口的全部功能。ZLG7289内部含有译码器，可直接接收BCD码或十六进制码，并同时具有2种译码方式。此外，

25、ZLG7289还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。ZLG7289具有片选信号，可方便的实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。ZLG7289用来控制程序和驱动LED数码管如何显示。按键电路中，有相应的下拉电阻（R5R12）和位选电阻（R3、R4，连接键盘与位选线DIG0DIG7），SPI接口时序：ZLG7289与单片机的接口采用3线制SPI串行总线方式，由、CLK和DIO这3根信号线。和CLK是输入信号，由单片机提供。DIO信号是双向的，必须接到单片机中具有双向功能的I/O口上。ZLG7289与单片机通信时，串行数据从DIO引脚送入芯片，并由CLK端同步。当片选信号变为低

26、电平后，DIO引脚上的数据在CLK引脚的上升沿被写入ZLG7289的缓冲寄存器中。当ZLG7289检测到有效的按键时，引脚从高电平变为低电平，并一直保持到按键结束。只有当引脚出现下降沿时，才允许读取按键值，否则将得不到有意义的数据。如果在收到“读键盘指令”时没有有效按键，则ZLG7289将输出FFH（11111111B）：SPI总线片选输入信号，低电平有效，负责向芯片发送指令及读取键盘数据。CLK：SPI总线同步时钟输入信号，向芯片发送数据及读取键盘数据时，此引脚上升沿表示数据有效。DIO：SPI总线串行数据输入/输出信号，双向。当芯片接收指令时，此引脚为输入端；当读取键盘数据时，此引脚在读指

27、令最后一个时钟的下降沿变为输出端。图10 ZLG7289电路图3.5输出控制电路该节水灌溉系统电路在不同的湿度范围内分别进行不同的操作，滴灌和喷灌，利用两个输出控制电路来进行相应的操作，若土壤湿度过低，那就实行喷灌，若土壤湿度稍低，那就滴灌。相应的，由以下两个相同的电路，由继电器来控制，分别用于滴灌和喷灌。由单片机的P1.0、P1.1口控制整个电路。该输出控制电路的工作原理:当P1.1置1时，三极管9013导通，光电耦合器工作，继电器不得电,K2吸附在上面，电动机启动，开始灌溉。反之，当P1.1置0时，三极管截止，继电器得电，K1吸附在下面，电动机停止，灌溉结束。电路如图11。9013三极管是

28、一种NPN型硅小功率的三极管，它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，它是NPN型小功率三极管。9013的参数如下：集电极电流Ic：Max 500Ma工作温度：-55 to +150集电极-基极电压Vcbo: 40V主要用途：放大电路图11 输出控制电路图继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电

29、器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：（1）扩大控制范围。（2）放大。（3）综合信号。（4）自动、遥控、监测。继电器实质是一种传递信号的电器，它根据输入的信号达到不同的控制目的，继电器一般是用来接通和断开控制电器（电动机）。4 软件设计4.1程序流程在本系统的程序设计中，主控模块负责启动系统后显示屏上的初级显示，开外部中断，判断系统模式，以及执行相应的子程序，完成系统功能。在主程序模块中，需要完成对各模块接口的初始化工作，另外，在主程序模块中还需要检测模式标志单元的值，若该单元的值

30、为0，则为手动模式，若为1，则为自动模式。用户选定模式后，主程序负责执行相应的子程序。若为手动模式，阀门打开后，则屏幕显示倒计时，时间一到，阀门就关闭。若为自动模式，则单片机定时检测P3.3口的值，若该值为高电平则不启动阀门，若该值为低电平，则启动阀门。启动阀门后，单片机还要继续检测P3.3口的值，若变高电平，则关闭阀门。执行完一个灌溉周期后继续循环检测P3.3口的电平值。4.1.1系统主程序流程图主程序流程图如图12当接通电源时，节水灌溉系统电路开始启动，初始化程序后，输入设定的值，利用湿度传感器检测土壤的湿度，将采样到的湿度值送入单片机，在经单片机判断其值是否达到预设值，若达到预设值，则停

31、止灌溉，若小于预设值，则灌溉。这样将当前湿度与采样湿度循环比较。来决定土壤的湿度，进而得到良好的灌溉。开始初始化设定值输入采样湿度值送单片机土壤湿度是否达到预设值灌溉停止灌溉当前湿度值图 12主程序流程图4.1.2各子程序流程图（1）键盘扫描程序流程图：开始是否有键闭合？消抖确定按键位置是否有键闭合？按键释放否？键值处理返回图13键盘扫描程序流程图A判断键盘上有无键按下。其方法为：快速扫描，即P1.0P1.3端口输出全为0，读P1.3P1.7端口状态，当全为“1”时，说明键盘无键按下，当不全为“1”时，说明键盘有键被按下。B消除按键抖动的影响。其方法为：在判断有键被按下后，调用软件延时程序消除

32、键盘抖动，再判断键盘状态，则确定该键被按下，否则作按键抖动处理。C求键号和键值。根据按键识别方法，确定按键的行列位置，再利用计算或查表的方法求取按键的键号。根据按键位置进行键的重新编号，从而得到按键的键值。D等待释放并进行键值处理。为保证按键每闭合一次，CPU仅作一次处理，等待按键被释放后，再进行此次按键的键值分析处理。（2）数字滤波程序流程图：开始置交换标志位00H前数送后数单元，后数送前数单元前数后数？取值结束标志位00H=1?置初始位置采样值清交换标志为00H取前一个数取后一个数（R5）-1=0？图14 数字滤波程序流程图在单片机进行数据采集时，输入信号总难免受到这样那样的随机干扰，它们

33、来自被测信号源、传感器、外界干扰等，从而使A/D送入单片机的数据中存在误差，这种因随机干扰而引入的误差为随机误差，其特点是在相同条件下测量同一量时，其大小和符号做无规则变化而无法预测，但测量次数足够多时，其总体服从统计规律，大多数随机误差服从正态分布。为了克服随机干扰引起的误差，硬件上采用滤波技术；软件上可按照统计规律采用数字滤波方法来抑制有效信号中的干扰成分，消除误差。本系统采用数字滤波法。数字滤波无需硬件，它是用软件算法来实现的，只要适当改变软件滤波程序的运行参数，就能方便的改变其滤波特性，实时性很强。4.1.3 LED数码管动态显示程序流程图采用此显示子程序，使一个LED显示器显示12m

34、s，再取下一个，直到最右边，每调用一次，仅扫描一遍，要得到稳定的显示，必须不断的调用显示子程序。显示程序开始89C51初始化显示缓冲区末地址R0数码管个数R1，位选字R6字形码送89C51A口，位选字送89C51C口显示延时指向下一个显示单元（R0）-14位数码管是否显示完？（R6）左移一位，指向下一位 图15 LED数码管动态显示程序流程图4.2程序各芯片地址编码为：RAM6116：0F000H-0F7FFH 89C51I/O口：7FF8H-7FFDH ADC0809：0BFF8H-0BFFFH4.2.1系统主程序设计ADTURN0 EQU 21H ；IN0通道A/D转换数据存放首址 ADT

35、URN1 EQU 2CH ；IN1通道A/D转换数据存放首址LINEADR0 EQU 36H ；IN0采集数据经滤波处理数据存放地址 LINEADR1 EQU 37H ；IN1采集数据经滤波处理数据存放地LINEADR EQU 38H ；平均值存放地址 HUMID EQU 3BH ；标度变换后的湿度值存放地址BCDADR EQU 3CH ；BCD转换后的湿度值存放地址HUMADR EQU 3DH ；湿度值存放地址T100US EQU 256-50 ；延时参数C100US EQU 3FHSHOWWADR EQU 40H ；显示区数据存放首址ORG 0000HSJMP STARTORG 000BH

36、 ；定时器0中断服务程序入口Limp T0INTORG 0023H ；串行I/O中断服务程序入口Limp SERVEORG 0050HSTART：MOV SP #50H ；设置堆栈 MOV HUMADR #0FFH SETB 0D3H ；选中寄存器3 SETS 0D4H MOV R0 #HUMADR CLR 0D3H ；选中寄存器0 CLR 0D4H MOV TMOD #22H ；主程序初始化 MOV TH1 #0F3H MOV TL1 #0F3H MOV SCON #50H MOV PCON #80H MOV DPTR #7FF8H MOV A #4DH MOV DPTR A SETB TR

37、1SETB EASETB ES RUN: LCALL AD ；调用A/D转换子程序LCALL TURN ；调用湿度转换子程序 MOV A HUMID ；将湿度值送往单片机 MOV SBUF A LCALL TWOSEC ；延时等待 MOV A HUMID CJNE A HUMID COMP ；检测到的湿度值大于预设湿度值时循环采样，否则灌溉 DONE: CLR P1.1 LCALL RAIN ；进行灌溉 LCALL TIME ORL P1 #02H LCALL TWMIN ；灌溉结束等待20分钟 Limp RUN ；回到主程序 COMP: JC DONE LJMP RUN END4.2.2采样

38、子程序根据电路图，因EOC未接入单片机，故只能采用延时等待的方法来读取A/D转换结果，ADC0809的IN0和IN1两个地址分别是0BFF8H，0BFF9H，IN0通道采集到的11个数据放入以ADTURN1（片内2CH）为首地址的另一片数据区内。程序清单： AD: MOV R0, #ADTURN0 MOV R6, #0BH ADLOOP: MOV DPTR, #0BFF8H ；启动IN0通道A/D转换GOON: MOVX DPTR, A MOV R7,#0A0H ；延时等待转换结束DLAY: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, DPTR MOV

39、R0, A ；将转换后的数据送入以ADTURN0为首地址的一RAM内 INC R0 DJNZ R6, ADLOOP SJMP AD RET4.2.3数据处理程序（1）数字滤波程序 MAOPAO: MOV R1, #ADTURNO MOV R5, #0AH CLR 00H FILTER: MOV 3CH,R1 INC R1 MOV A,R1 CLR CSUBB A, 3CHJNC NEXTMOV A,R1MOV R1, 3CHDEC R1MOV R1, AINC R1SETB 00H NEXT: DJNZ R5, FILTER JB 00H, MAOPAO MOV LINEASRO, 26H R

40、ET（2）标度变换在微机化测控系统中，经A/D转换器接口送入微机的数据，是对被测量进行测量得到的原始数据。这些原始数据送入微机后通常要先进行一定的处理，然后才能输出作为显示器的显示数据。这个变换就是数字显示的标度变换。程序如下TURN: SETB 0D3H CLR 0D4H ；选择第一组寄存器 CLR C MOV A, LINEADR MOV B, #20MUL AB CLR 0D2HMOV R7, BMOV R6, AMOV R5, #00HMOV R4, #33H LOOP1: MOV A, R7 JNZ LOOP2 MOV A, R6 JNZ LOOP2 MOV R7, #0 MOV R

41、6, #0 SJMP $LOOP2: CLR A MOV R2, A MOV R3, A MOV R1, #16ADIN: CLR C MOV A, R6 RLC A MOV R6, A MOV A, R7 RLC A MOV R7, A MOV A, R2 RLC A MOV R2, A MOV A, R3 RLC ALOOP3: DJNZ R1, ADIN MOV A, R3 JB ACC.7, LOOP4 MOV A, R2 RLC A MOV R2, A MOV A, R3 RLC A SUBB A, R5 JC DONE1 JINZ LOOP4 MOV A, R2 SUBB A, R

42、4 JC DONE1LOOP4: MOV A, R6 ADD A, #1 MOV R6, A MOV A, R7 ADDC A, #0 MOV R7, ADONE1: MOV HUMID, R6 CLR 0D3H RET（3）BCD转换程序BCDTURN: MOV SHOWADR+3, #00H ；因湿度值只能小于100，故千位数为0 MOV B, #100 MOV A, HUMID DIV AB MOV SHOWADR+2, A ；将百位数送SHOWADR+2显示地址 MOV A, #10 XCH A, B DIV AB MOV SHOWADR+1, A ；将十位数送SHOWADR+1显示地址 MOV SHOWADR, B ；将个位数送SHOWADR显示地址 RET4.2.4 LED动态显示程序 MOV DPTR,#7FF8H ；指向89C51控制口 MOV A,#4DH ；设置89C51工作方式字 MOVX DPTR, A ；设A口、C口均为输出SHOW: CLR 0D3H SETB 0D4H ；选中寄存器2组 MOV R4, #0FFH SHOWSTART:MOV R0, SHOWADR+3 ；指向缓冲区末单元 MOV R1, #4