基于單片機的自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)論文

1、基于單片機的自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)論文 數(shù)理與信息工程學院?單片機原理及應用?期末課程設計 題 目： 基于單片機的自動節(jié)水灌溉系統(tǒng) 專 業(yè)： 班 級： 計算機07X班 姓 名： X X X 學 號： 05191137 指導老師： 成 績： 此文是期末課程設計的格式母版，正文無參考價值 2021.6 目 錄第1節(jié) 引 言31.1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)概述31.2 本設計任務和主要內(nèi)容4第2節(jié) 系統(tǒng)主要硬件電路設計52.1 單片機控制系統(tǒng)原理52.2 單片機主機系統(tǒng)電路56662.3 數(shù)據(jù)采集處理電路72.4 LED顯示系統(tǒng)電路82.5 超限報警電路10第3節(jié) 系統(tǒng)軟件設計11 3.1 系統(tǒng)主程序設計113.2

2、 采樣子程序設計123.3 數(shù)據(jù)處理13 3.3. 1數(shù)字濾波技術1315 3. 3. 3 BCD轉(zhuǎn)換18 3. 4 LED動態(tài)顯示程序18第4節(jié) 結束語21參考文獻22基于單片機的自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)黑體三號，居中數(shù)理與信息工程學院 06計算機專升本 XX指導教師：余水寶 引 言 黑體小三，居中，以下同要求：正文行距1822磅，假設有公式，請用WORD公式編輯器，以下同自動控制節(jié)水灌溉技術的上下代表著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的開展狀況，灌溉系統(tǒng)自動化水平較低是制約我國高效農(nóng)業(yè)開展的主要原因。單片機控制的滴灌節(jié)水灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對不同土壤的濕度進行監(jiān)控，并按照作物對土壤濕度的要求進行適時、適量灌水，其核心是單

3、片機和PC機構成的控制局部，主要對土壤濕度與灌水量之間的關系、灌溉控制技術及設備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個局部進行實現(xiàn)。 單片機控制局部采用AT89C51單片機為核心，主要由土壤濕度傳感器，信號處理電路，顯示電路，輸出控制電路，故障報警電路等組成，軟件選用匯編語言編程。單片機可將土壤濕度傳感器檢測到的土壤濕度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，顯示于LED顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強，易于操作，可靠性高，將會有更廣闊的開發(fā)前景。1.1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)概述 黑體四號，段前段后空0.5行，以下同 生命之起源，水為必要條件，沒有了水，地球上的生命將會枯竭。 隨著21世紀的到來，能源危機將接踵而至。比能源危機更可怕的是，作為

4、人類生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，這一狀況還將隨著時間的推移和社會的開展繼續(xù)惡化。水資源危機已成為全球性的突出問題，利用科技手段緩解這一危機，將是人類主要的出路。農(nóng)業(yè)是人類社會最古老的行業(yè)，是各行各業(yè)的根底，也是人類頓以生存的最重要的行業(yè)。農(nóng)業(yè)的開展從長遠來看很重要，一是水的問題，二是科技的問題。農(nóng)業(yè)的根本出路在科技，在教育。由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，由粗放經(jīng)營向集約經(jīng)營轉(zhuǎn)變，必須要求農(nóng)業(yè)科技有一個大的開展，進行一次新的農(nóng)業(yè)技術革命。農(nóng)業(yè)與工業(yè)、交通等行業(yè)相比仍然比擬落后，農(nóng)業(yè)灌溉技術尤其落后。灌溉系統(tǒng)自動化水平較低是制約我國高效農(nóng)業(yè)開展的主要原因。傳統(tǒng)的灌溉模式自動化程度極低，根本

5、上屬粗放的人工操作，即便對于給定的量，在操作中也無法進行有效的控制，為了提高灌溉效率，縮短勞動時間和節(jié)約水資源，必須開展節(jié)水灌溉控制技術。 現(xiàn)代智能型控制器是進行灌溉系統(tǒng)田間管理的有效手段和工具，它可提高操作準確性，有利于灌溉過程的科學管理，降低對操作者本身素質(zhì)的要求。除了能大大減少勞動量，更重要的是它能準確、定時、定量、高效地給作物自動補充水分，以提高產(chǎn)量、質(zhì)量，節(jié)水、節(jié)能。 現(xiàn)代灌溉控制器的研究使用在我國農(nóng)、林、及園藝為數(shù)不多，與興旺國家相比，有較大的差距，還根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動化控制系統(tǒng)，也是根據(jù)經(jīng)驗法來確定每天灌溉次數(shù)和每次灌溉量，如果灌溉量與作物實

6、際需水量相比太少，便不能有效的促進作物健康成長;而灌溉量太多，肥水流失，又會造成資源浪費，同時傳統(tǒng)的灌溉法還需要相關專家的實時觀察并經(jīng)驗指導生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率低，這也不能與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)向優(yōu)化、高效化方向開展要求同步。 隨著計算機技術和傳感器技術的迅猛開展，計算機和傳感器的價格日益降低，可靠性日益提高，用信息技術改造農(nóng)業(yè)不僅是可能的而且是必要的。用高新技術改造農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，實施節(jié)水灌溉已成為我國農(nóng)業(yè)乃至國民經(jīng)濟持續(xù)開展帶戰(zhàn)略性的根本大事。本文旨在設計一套能對作物生長的土壤濕度進行自動監(jiān)控的系統(tǒng)，它能對作物進行適時、適量的灌水，起到高效灌溉，節(jié)水、節(jié)能的作用。本設計任務和主要內(nèi)容黑體四號，段前段后空0.5

7、行，以下同本論文主要研究單片機控制的滴灌節(jié)水灌溉系統(tǒng)，分別對土壤濕度與灌水量之間的關系、灌溉控制技術及系統(tǒng)設備的軟、硬件各個局部進行了研究。主要內(nèi)容如下： 根據(jù)滴灌技術的特點，進行節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的整體研究與設計。 針對土壤濕度難以用精確的數(shù)學模型描述的特點，采用模糊控制理論，對這一理論進行了深入的研究，重點研究雙輸入單輸出的模糊控制方式。 LED顯示土壤濕度值，在灌水期間以倒計時的方式顯示灌水剩余時間。 當土壤濕度值低于設定的最低值時，系統(tǒng)可自動報警。假設有公式，請用WORD公式編輯器，例如如下：限流電阻確定如下： 1-1 第1節(jié)的公式編號依此為 1-1 , 1-2 . 1- n 第2節(jié)的公

8、式編號依此為 2-1 , 2-2 . 2- n 系統(tǒng)主要硬件電路設計 黑體小三居中，另起一頁 本節(jié)最好有方案比擬2.1 組成框圖黑體四號，段前段后空0.5行，以下同圖2-1 電子鐘系統(tǒng)原理框圖 宋體5號，以下同 22 單片機主機系統(tǒng)電路AT89C51單片機是51系列單片機的一個成員，是8051單片機的簡化版。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，與Intel MCS-51系列單片機的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位CPU和閃速存儲器結合在單個芯片中，因此，AT89C2051構成的單片機系統(tǒng)是具有結構最簡單、造價最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部

9、的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開銷，節(jié)省了本錢，提高了系統(tǒng)的性價比。圖2-2 單片機主機系統(tǒng)圖 宋體5號，以下同 2.2.1時鐘電路宋體小四加黑，段前段后空0.5行，以下同 單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種微操作的時間基準，時鐘信號通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩和外部振蕩。MCS-51單片機內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時，電路簡單，所得的時鐘信號比擬穩(wěn)定，實際使用中常采用這種方式，如圖2-2所示在其外接晶體振蕩器 簡稱晶振 或陶瓷諧振器就構成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反應

10、元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構成一個自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。 圖2-2中外接晶體以及電容C2和C1構成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30P左右，晶振頻率選6MHz oRESET2.2.2復位電路宋體小四加黑，段前段后空0.5行，以下同 為了初始化單片機內(nèi)部的某些特殊功能存放器，必須采用復位的方式，復位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始正常工作。單片機的復位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要RST引腳上出現(xiàn)兩個機器周期時間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復位，但如果RST引腳上持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。復位后系統(tǒng)

11、將輸入/輸出 1/0 端口存放器置為FFH，堆棧指針SP置為07H, SBUF內(nèi)置為不定值，其余的存放器全部清0，內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復位的影響，在系統(tǒng)上電時RAM的內(nèi)容是不定的。復位操作有兩種情況，即上電復位和手動 開關 復位。本系統(tǒng)采用上電復位方式。 圖2-2中R9和Cl組成上電復位電路，其值R取為1KQ, C取為1pF.2.2.3 數(shù)據(jù)存儲器的擴展電路宋體小四加黑，段前段后空0.5行，以下同 AT89C51單片機外接數(shù)據(jù)RAM時，P2口輸出存儲器地址的高8位，PO口分時輸出地址的低8位和傳送指令字節(jié)或數(shù)據(jù)。PO口先輸出低8位地址信號，在ALE有效時將它鎖存到外部地址鎖存器中，然后PO口作

12、為數(shù)據(jù)總線使用，此處地址鎖存器選用74LS373，實際電路圖連接如圖2-4所示。圖2-4 數(shù)據(jù)存儲器的擴展電路 宋體5號，以下同 2.3 數(shù)據(jù)采集處理電路 ADC0809是一種8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有鎖存控制的8路模擬開關，外接8路模擬輸入端，可同時對8路0-5V的輸入模擬電壓信號分時進行采集轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)只用到INO和INl兩路輸入通道。ADC0809轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位，最大不可調(diào)誤差小于士1LSB，采用單一+5V供電，功耗為15mW,不必進行零點和滿度調(diào)整。由于ADC0809轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)存放器具有可控的三態(tài)輸出功能，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，故其8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與

13、數(shù)據(jù)總線相連。A/D轉(zhuǎn)換器需外部控制啟動轉(zhuǎn)換信號方能進行轉(zhuǎn)換，這一啟動轉(zhuǎn)換信號可由CPU提供，不同型號的A/D轉(zhuǎn)換器，對啟動轉(zhuǎn)換信號的要求也不同，分脈沖啟動和電平啟動兩種，ADC0809采用脈沖啟動轉(zhuǎn)換，只需給A/D轉(zhuǎn)換器的啟動控制轉(zhuǎn)換的輸入引腳 START 上，參加正脈沖信號，即啟動A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開始后，轉(zhuǎn)換結束信號輸出端 EOC 信號變低，轉(zhuǎn)換結束時，EOC返回高電平，以通知主機讀取轉(zhuǎn)換結果的數(shù)字量，這個信號可以作為A/D轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)信號供查詢，也可以用作中斷請求信號。圖2-5 數(shù)據(jù)采集處理電路 宋體5號，以下同 本系統(tǒng)中ADC0809與AT89C51單片機的接口如圖2-5所示

14、，采用等待延時方式。ADC0809的時鐘頻率范圍要求在10-1280kHz , AT89C51單片機的ALE腳的頻率是單片機時鐘頻率的1/6，因此當單片機的時鐘頻率采用6MHz,ADC0809輸入時鐘頻率即為CLK 1MHz，發(fā)生啟動脈沖后需延時100Us才可讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 如圖2-5連接方式，ADC0809的8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連，地址譯碼引腳A, B, C分別與74LS373的A, B, C相連，以選通INO- IN7中的一個通道。AT89C51的p 2.6作為片選信號，在啟動AM轉(zhuǎn)換時，由單片機的寫信號WR和p2.?？刂艫DC的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動。由于ALE與STAR

15、T連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換，在讀取轉(zhuǎn)換結果時，用單片機的讀信號RD和p2.。引腳一級或非門產(chǎn)生的正脈沖作為OE信號，用以翻開三態(tài)輸出鎖存器。 LED顯示系統(tǒng)電路微機化測控系統(tǒng)中常用的測量數(shù)據(jù)的顯示器有發(fā)光二極管顯示器 簡稱LED或數(shù)碼管 和液晶顯示器 簡稱LCD 。這兩種顯示器都具有線路簡單、耗電少、本錢低、壽命長等優(yōu)點，本系統(tǒng)輸出結果選用4個LED顯示。數(shù)碼管有共陰共陽之分，本系統(tǒng)采用8段共陰型LED，其原理圖如圖2-6所示，每位數(shù)碼管內(nèi)部有8個發(fā)光二極管，公共端由8個發(fā)光二極管的陰極并接而成，正常顯示時公共端接低電平 GND ，各發(fā)光二極管是否點亮取決于a

16、-dp各引腳上是否是高電平。 LED數(shù)碼管的外形結構如圖2-6，外部有10個引腳，其中3, 8腳為公共端也稱位選端，其余8個引腳稱為段選端，當要使某一位數(shù)碼管顯示某一數(shù)字 0-9中的一個 必須在這個數(shù)碼管的段選端加上與數(shù)字顯示數(shù)字對應的8位段選碼 也稱字形碼 ，在位選端加上低電平即可。由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容比擬簡單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟。LED有共陰極和共陽極兩種。如圖2-6所示。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽極那么將發(fā)光二極管的陽極連接在一起，接入+5V的電壓。一位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光二極管構成字型“8的各個筆劃段ag，另一個小數(shù)點為d

17、p發(fā)光二極管。當在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時，該段筆劃即亮；不加電壓那么暗。為了保護各段LED不被損壞，需外加限流電阻。 符號和引腳 共陰極 共陽極圖2-6 LED數(shù)碼管結構原理圖數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)掃描顯示方式。為節(jié)省端口及降低功耗，本系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示方式。動態(tài)掃描顯示方式需要解決多位LED數(shù)碼管的“段控和“位控問題，本電路的通過P1口實現(xiàn)：而每一位的公共端，即LED數(shù)碼管的“位控，那么由P3口控制。這種連接方式由于多位字段線連在一起，因此，要想顯示不同的內(nèi)容，必然要采取輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字位

18、線處于斷開狀態(tài)，同時字段線上輸出這一位相應要顯示字符的字段碼。在這一瞬時，只有這一位在顯示，其他幾位那么暗。在本系統(tǒng)中，字位線的選通與否是通過PNP三極管的導通與截止來控制，即三極管處于“開頭狀態(tài)。因AT89C51單片機I/O口資源有限，必須對其Il0口進行擴展才能滿足實現(xiàn)系統(tǒng)功能，如圖2-7所示為用8155擴展1/0口的4個8位LED動態(tài)顯示器，顯示掃描由程控實現(xiàn)，其中PA口輸出字型碼，PC口輸出位選信號即掃描信號，圖中片選線CE和AT89C51的P2.7口相連，IO/ M選通輸入線與P2.4口相連，該系統(tǒng)中當P2.7 0且P2.4 1時，選中8155芯片內(nèi)三個I/O口。相應的端口地址分配如

19、表2-1:表2-1 8155端口地址分配 宋體5號 圖2-7 顯示電路2.5 超限報警電路為了在某些緊急狀態(tài)或反常狀態(tài)下，能使操作人員不致無視，以便及時處理，往往需要有某種更能引起人們注意提起警覺的報警信號產(chǎn)生，這種報警信號通常有三種類型:閃光報警、鳴音報警、語音報警，本系統(tǒng)采用簡單易行的聲光報警電路?！?時，二極管導通，燈亮發(fā)出報警信號。 圖2-8 報警電路第3節(jié) 系統(tǒng)的軟件設計系統(tǒng)軟件程序設計主要包括:主程序設計，采樣子程序設計，數(shù)據(jù)處理程序，顯示子程序，串口通信程序等。各芯片地址編碼為：RAM6116: OFOOOH-OF7FFH 81551/0口:7FF8H - 7FFDHADC080

20、9: OBFF8H-OBFFFH31 系統(tǒng)主程序設計 主要程序應有流程圖和必要的說明ADTURNO EQU 21H ;INO通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址ADTURN1 EQU 2CH ;IN1通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址LINEADRO EQU 37H ;1N0采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址LINEADR1 EQU 38H ;INl采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址 LINEADR EQU 39H ;平均值存放地址 HUMID EQU 3BH ;標度變換后的濕度值存放地址 BCDADR EQU 3CH ;BCD轉(zhuǎn)換后的濕度值存放地址 HUMADR EQU 3DH ;上位機傳來的濕度值存放地址 TIME

21、ADR EQU 3EH ;上位機傳來的時間值存放地址 T100US EQU 256-50 ;延時參 Cl00US EQU 3FH SHOWADR EQU 40H ;顯示區(qū)數(shù)據(jù)存放首址 ORG OOOOH SJMP START ORG OOOBH ;定時器0中斷效勞程序入口 LJMP TOINT ORG 0023H ;串行I/O中斷效勞程序入口 LJMP SERVE ORG 0050HSTART: MOV SP, #50H ;設置堆棧 MOV HUMADR, #OFFH SETB OD3H ;選中存放器3 SETS OD4H MOV R0, #HUMADR CLR OD3H ;選中存放器0 CL

22、R OD4H MOV TMOD, #22H ;主程序初始化MOV TH1, #OF3HMOV TLl, #OF3HMOV SCON, #50HMOV PCON, #80HMOV DPTR, #7FF8HMOV A, #4DHMOVX DPTR, ASETB TR1SETB EASETB ESRUN: LCALL AD;調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序LCALL MAOPAO;調(diào)用濾波子程序LCALL TURN;調(diào)用濕度轉(zhuǎn)換子程序MOV A, HUMID;將濕度值送往上位機MOV SBUF, ALCALL TWOSEC;延時等待兩妙鐘LCALL BCDTURN;調(diào)用BCD轉(zhuǎn)換子程序LCALL SHOW;調(diào)用

23、顯示子程序MOV A, HUMIDCJNE A, HUMADR, COMP; 檢測到的濕度值大于上位機送來 的濕度值時，那么循環(huán)采樣，否那么報 警灌溉LCALL ALARM;調(diào)用報警延時子程序進行灌溉動作LCALL TIMEORL P1, #02HLCALL TENMIN;灌水結束等待10分鐘Limp RUN;回到主程序COMP: JC DONELJMP RUN END采樣子程序設計根據(jù)電路圖2-5，因EOC未接入單片機，故只能采用延時等待的方法來讀取A/D轉(zhuǎn)換結果，ADC0809的INO和INl兩個地址分別是OBFF8H, OBFF9H, INO通道采集到的11個數(shù)據(jù)放入以ADTURNO 片

24、內(nèi)21H 為首址的一片數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，IN1通道采集到的11個數(shù)據(jù)放入以ADTURN1 片內(nèi)2CH 為首址的另一片數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。 程序清單:AD: MOV R0, #ADTURNO MOV R6, #OBHADLOOP: MOV DPTR, #OBFF8H; 啟動INO通道A/D轉(zhuǎn)換GOON: MOVX DPTR, A MOV R7, #OAOH; 延時等待轉(zhuǎn)換結束DLAY: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R7, DLAY MOVX A, DPTR MOV R0, A;將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入以ADTURNO為首址的一片RAM內(nèi)INC RODJNZ R6, ADLOOPSJMP ADRET

25、3.3 數(shù)據(jù)處理3.3.1 數(shù)字濾波技術 在單片機進行數(shù)據(jù)采集時，輸入信號總難免受到這樣那樣的隨機干擾，它們來自被測信號源、傳感器、外界干擾等，從而使A/D送入單片機的數(shù)據(jù)中存在誤差，這種因隨機千擾而引入的誤差為隨機誤差，其特點是在相同條件下測量同一量時，其大小和符號作無規(guī)那么變化而無法預測，但測量次數(shù)足夠多時，其總體服從統(tǒng)計規(guī)律，大多數(shù)隨機誤差服從正態(tài)分布。為了克服隨機干擾引起的誤差，硬件上可采用濾波技術;軟件上可按照統(tǒng)計規(guī)律采用數(shù)字濾波方法來抑制有效信號中的干擾成分，消除誤差。本系統(tǒng)即采用數(shù)字濾波法。 數(shù)字濾波無需硬件，它是用軟件算法來實現(xiàn)的，只要適當改變軟件濾波程序的運行參數(shù)，就能方便的

26、改變其濾波特性，實時性很強。常用的數(shù)字濾波算法有:限幅濾波法、中位值濾波法、算術平均濾波法、去極值平均濾波法、移動平均濾波法、加權平均濾波法、低通濾波法、復合濾波法等。 中位值濾波法能有效的克服偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定引起的誤碼等脈沖干擾，對變化比擬緩慢的被測參數(shù)采用此法能收到良好的濾波效果。因本系統(tǒng)的被測參數(shù)土壤濕度為緩慢變化參數(shù)，故采用中位值濾波算法。 中位值濾波算法實際上是一種排序方法，其具體思路是:對被測參數(shù)連續(xù)采樣N次 一般N為奇數(shù) ，然后把N次采樣值按大小排列，取其中間值為本次采樣值。 本程序每次對土壤濕度連續(xù)采樣11次，ADTURNO為片內(nèi)RAM的21H地址單元，是采樣值

27、放入內(nèi)存的首地址，濾波結果放入片內(nèi)RAM的37H地址單元，即LINEADRO地址。 程序清單:MAOPAO: MOV Rl, #ADTURNO MOV R5, #OAH CLR OOHFILTER: MOV 3CH, R1 INC Rl MOV A, R1 CLR C SUBB A, 3CH JNC NEXT MOV A, Rl MOV R1, 3CH DEC R1 MOV Rl, A INC Rl SETB OOHNEXT: DJNZ R5, FILTER JB OOH, MAOPAO MOV LINEADRO, 26H RET圖3-1 數(shù)字濾波程序流程圖 3.3.2 標度變換 在微機化測控

28、系統(tǒng)中，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器接口送入微機的數(shù)據(jù)，是對被測量進行測量得到的原始數(shù)據(jù)。這些原始數(shù)據(jù)送入微機后通常要先進行一定的處理，然后才能輸出作為顯示器的顯示數(shù)據(jù)。例如當被測溫度為1000 C，經(jīng)熱電偶轉(zhuǎn)換成熱電勢，再經(jīng)放大和A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字是10，這個A/D轉(zhuǎn)換結果10雖然與1000C溫度是對應的，但數(shù)字上并不是相等的。因此，不能當作溫度值去顯示或打印，必須把A/D轉(zhuǎn)換結果10變換成供顯示或打印的溫度值100，這個變換就是數(shù)字顯示的標度變換。 在該系統(tǒng)中，濕度傳感器和A/D相連，川D轉(zhuǎn)換器和單片機相連，其中不包括任何非線性的數(shù)字化測量通道，因此被測量的值N與A/D轉(zhuǎn)換結果D，存在如圖3-2所示線

29、性關系。圖3-2 線性關系在該系統(tǒng)中，土壤濕度測量范圍0100%對應的輸出電壓范圍為0-5V,ADC0809為8位A./D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)碼為0255。即根據(jù)上面公式，DL 0lD H 255，NL 0, NH 100.TURN: SETB OD3H CLR OD4H;選那么第一組存放器 CLR C MOV A, LINEADR MOV B, #20 MUL AB CLR OD2H MOV R7, B MOV R6, A MOV R5, #00H MOV R4, #33HLOOP1: MOV A, R7 JNZ LOOP2 MOV A, R6 JNZ LOOP2 MOV R7, #0 MO

30、V R6, #0 SJMP$LOOP2: CLR A MOV R2, A MOV R3, A MOV Rl, #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, R2RLC AMOV R2,AMOV A, R3RLC ASUBB A,R5JC DONE1JNZ LOOP4MOV A,R2SUBB A,R4JC DONE1LOOP4:

31、MOV A,R6 ADD A,#1 MOV R6,A MOV A,R7 ADDC A,#0 MOV R7,ADONE1: MOV HUMID,R6 CLR 0D3HRET3.3.3 BCD轉(zhuǎn)換 計算機所能識別和處理的是二進制數(shù)，在進行標度變換后的結果都是用二進制數(shù)進行計算和存儲的，而在輸入/輸出系統(tǒng)中，按照人們的習慣均采用十進制數(shù)比擬直觀一些。在計算機中十進制數(shù)常采用BCD碼 即用四位二進制數(shù)代表單片機控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究一位十進制數(shù) 表示，這樣采樣得到的數(shù)據(jù)才可以以十進制的形式輸出顯示。本系統(tǒng)將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD數(shù)的方法是將其除以10次冪，即得相應位數(shù)，最后的余數(shù)為個位數(shù)。程序如下:B

32、CDTURN: MOV SHOWADR+3, #00H因濕度值只能小于100，故千位數(shù)為0 MOV B, #100 MOV A, HUMID DIV AB MOV SHOWADR+2,A將百位數(shù)送SHOWADR+2顯示地址 MOV A, #10 XCH A, B DIV AB MOV SHOWADR+1,A將十位數(shù)送SHOWADR+1顯示地址 MOV SHOWADR, B將個位數(shù)送SHOWADR顯示地址 RET3.4 LED動態(tài)顯示程序 根據(jù)LED動態(tài)顯示系統(tǒng)電路圖2-7, 8155控制口的地址為7FF8H, POA口地址為7FF9H , PC口地址為7FFBH，片內(nèi)顯示緩沖區(qū)為SHOWADR

33、-SHOWADR+3 40H-43H ，共4個單元對應4個數(shù)碼管。程序中先取SHOWADR-I-3中的數(shù)，對應選中最左邊的數(shù)碼管，其余類推。由于LED為共陰極接法，并有反相驅(qū)動，字型表TAB中有效的字型碼為:表3-1 LED顯示段碼字型共陽極段共陰極段字型共陽極段共陰極段0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H程序清單如下:MOV DPTR, #7FF8H;指向8155控制口MOV

34、A, #4DH;設置8155工作方式字MOVX DPTR, A;設A口、C口均為輸出SHOW: CLR OD3HSETB OD4H ;選中存放器2組MOV R4, #OFFHSHOWSTART: MOV R0, SHOWADR+3 ;指向緩沖區(qū)末單元MOV R1, #4;顯示4位LEDSHOWLED: MOV R6, #20HMOV R7, #00HDIR 1: MOV A, #00H MOV DPTR, #7FFBH MOVX DPTR, AMOV A,R0MOV DPTR, #TABMOV A, A+DPTRMOV DPTR, #7FF9HMOVX DPTR,AMOV A,R6MOV DPTR,# 7FFBHMOVX DPTR,AHERE: DJNZ R7,HEREDEC ROCLR CMOV A,R6RRC AMOV R6,AJNZ DIR1DJNZ R1,SHOWLEDDJNZ R4,SHOWSTARTCLR 0D4HTAB:DB OCOH, OF9H, OA4H, OBOHDB 99H, 92H, 82H, OF8HDB 80H,