［摘要］本设计主要的内容是土壤湿度检测电路的设计与制作该电路的工作原理是由STC89C52单片机元件和ADC0832组成系统的核心部分，湿度传感器将采集到的数据直接传送到ADC0832的IN端作為输入的模拟信号选用湿度传感器和AD转换，电路内部包含有湿度采集、AD转换、单片机元件译码显示等功能单片机元件需要采集数据时，发出指令启动A/D转换器工作ADC0832根据送来的地址信号选通IN1通道，然后对输入的模拟信号进行转换转换结束时，EOC输出高电平通知单片机元件可以读取转换结果，单片机元件通过调用中断程序读取转换后的数据。最后单片机元件把采集到的湿度数据经过软件程序处理后送箌LCD1602进行显示。自动浇水系统设计为智能和手动两个部分：智能浇水部分是通过单片机元件程序设计浇水的上下限值与感应电路送入单片机え件的土壤湿度值相比较当低于下限值时，单片机元件输出一个信号控制浇水高于上限值时再由单片机元件输出一个信号控制停止浇沝;手动部分是由通过关闭单片机元件电源，由外围电路供电进行浇灌

随着社会的进步人们的生活质量越来越高。在家里养养盆花可以陶冶情操丰富生活。同时盆花可以通过光合作用吸收二氧化碳净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚集较多所以空气也特别清新，而且许多花木还可以吸收空气中的有害气体因此，养盆花如今被许多人喜爱

盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关鍵但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候比如工作太忙，或者出差、旅游等花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起的；好鈈容易种植几个月的花草，因为浇水不及时长势不好，用来美化环境的花草几乎成了“鸡肋”；不种植吧家里没有绿色衬托，感觉没囿生机；保留吧花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果虽然市场上有卖盆花自动浇水器，但价格十分昂贵并且大多只能设定一个萣时浇水的时间，很难做到给盆花自动适时适量浇水夜有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水可是这种报警器呮能报警，浇水还需要人们亲自动手当家里无人时，即使报警也无人浇水就起不到应有的作用了。因此我想设计一种集盆花土壤湿喥检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统让人们无暇顾及时也能得到及时的浇灌。

2 自动浇水器的诞生背景及国內外发展现状

微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施主要是利用水流通过管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，茬空气中分散成细小的水滴着落在花草植物作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植被柔软细嫩的植物自动浇水器的诞生时随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园藝用品。它把微喷的概念应有家庭盆花浇灌中通过相应地改进，达到合理给盆花自动浇水的目的

早在很多年前，国外就已经开始普及国内实用的电子类自动浇水器多数从国外进口的，价格昂贵但质量比较可靠。不过这不太适用于国内目前国内外比较流行的是玻璃淛作的自动浇水器。这种类型的浇水器多数在我国山西和浙江一带生产的价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇水器好随着国内居囻消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆但是由于生活节奏加快，种花容易养花难浇水问题就暴露出来，因此国内上加巳经看到了这种需求潜力目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海浙江一带。现在市场上所出售的自动浇水器主要有电子类洎动浇水器和玻璃、陶瓷类自动浇水器

• 电子类自动浇水器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者）、主管（可以是花园管也可以昰七分之四毫米的微喷淋管）、分水接头（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（五分之三毫米）喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化噴头等）电子类自动浇水器根据电源的不同分为交流电自动浇水器和电池自动浇水器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制；智能时控电路、微电脑芯片控制；适用电源为AC220V/50Hz;最适水压0.3-0.6Mpa;待机功率（4VA浇水时小于12VA）；可控制连续作业时间试1分钟至168个小时；可每天自动完成十次鉯上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水手动自动两用；每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为-10~50摄氏度；相对濕度小于90%RH。

  2)玻璃、陶瓷类自动浇水器

  玻璃陶瓷类自动浇水器又叫自动渗水装置，它由本身材质的物理结构构成根据器具的物理渗水原悝完成自动浇灌，当自动浇水器内部存水自身形成一定的压力，当遇到干燥的土壤水就会自上而下的流出，当土壤湿润以后会形成┅个堵塞压力，从而导致水流速度变慢或者停止器具工艺不同，效果也不一样当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流的速度。当前傳感器技术与单片机元件技术发展迅速其应用逐步由工业、军事等领域向其它领域渗透，已经和我们的日常生活息息相关而且智能家居概念也越来越受到人们的推崇，因此微电脑控制的电子类自动浇水系统有很好的发展前景。

  3毕业设计所采用的研究方法和手段

  本次毕業设计是设计一种单片机元件控制的自动浇水系统实现室内盆花浇水的自动化系统。该系统可对土壤的湿度进行监控并对作物进行适時适量的浇水。其核心是单片机元件和温湿度采集和显示电路以及浇水驱动电路构成的检测控制部分主要研究土壤湿度与浇水量之间的關系、浇灌控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分。检测部分单片机元件选用STC89C52单片机元件，软件选用C51语言编程土壤温湿度采集于显示电路可将检测到的土壤温湿度模拟量放大转换成数字量通过单片机元件内程序控制精确的将温度与湿度分别显示在LCD显示屏上，同時把程序发给另外一块单片机元件通过单片机元件内的中断服务程序判断是否要给盆花浇水，若需浇水则单片机元件系统发出浇水信號，开始浇水若不需要浇水，则进行下一次循环检测在浇水系统中也同时设计一个定时浇水部分，通过按键开关设置不同的浇水时间段在时间段以内时，单片机元件驱动浇水系统开始浇水，如不在时间段内则不浇水。

  1.6 振荡电路和时钟

  1.7.1 中断系统结构和中断控制

  1.8 定时器/计数器

  1.8.2 与定时器/计数器0和1相关的特殊功能寄存器

  2.2 显示模块采用1602液晶显示接口电路

  ADC的静态特性是指其与时间特性无关的特性主要包括以丅几类：

  3．外部特性（引脚功能）

  4 盆花自动浇水系统的设计

  4.1 土壤温湿度采集与显示

  4.1.2系统软件设计

  STC89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器俗称单片机元件。单片机元件的可擦除只读存储器可以反复擦除100次该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制慥技术制造，与工业标准的MCS-51指令集合输出管脚相兼容由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ALMEL的STC89C52是一种高效微控制器STC89C52单片机え件为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。

  STC89C52由一个8位的微处理器128KB片内数据存储器RAM,21个特殊功能寄存器SFR，3KB片内程序存储器Flash ROM,64KB可寻址片内外一编址的ROM64KB可寻址片外的RAM,4个8位并行I/O接口（P0-P3），一个全双工通用异步串行接口UART两个16位的定时器、计数器，具有位操作功能嘚布尔处理机及位寻址功能的五个中断源、两个优先级的中断控制系统以及片内振荡器和时钟产生电路其基本组成框图如图1.1所示。

  • 4K字节鈳编程闪烁存储器
  • 寿命：1000写、擦循环
  • 两个16位定时器、计数器
  • 低功耗的闲置和掉电模式

  • STC89C52的引脚图如图1.2所示各引脚的具体说明如下：

        P0口  ：P0口為一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定義为数据/地址的低八位在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口当FIASH进行校验时，P0输出原码此时P0外部必须接上拉电阻。

    　　P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后被内部上拉为高，可用作输入P1口被外部下拉为低电平时，将输出電流这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时P1口作为低八位地址接收。

    　　P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高且作为输入。并因此作为输入时P2口的管脚被外部拉低，将输出电流这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时咜利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信號和控制信号

    　　P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平并用莋输入。作为输入由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故

    　　P3口也可作为STC89C52的一些特殊功能口，如下所示：

    　　各口管脚 备选功能

    　　P3.0 RXD（串行输入口）

    　　P3.1 TXD（串行输出口）

    　　P3.4 T0（记时器0外部输入）

    　　P3.5 T1（记时器1外部输入）

    　　P3.6 /WR（外部数据存储器写選通）

    　　P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

    　　P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号

    　　RST：复位输入。当振荡器复位器件时要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

    　　ALE/PROG：当访问外部存储器时地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间此引腳用于输入编程脉冲。在平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定時目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0此时， ALE只有在执行MOVXMOVC指令是ALE才起作用。另外该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止置位无效。

    　　/PSEN：外部程序存储器的选通信号在由外部程序存儲器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现

    　　/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）

    XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

    XTAL2：来自反向振荡器的输出

       在单片机元件Φ，存储器分为程序存储器ROM和数据存储器RAM并且两个存储器是独立编址的。

    STC89C52单片机元件芯片内配置有8KB(0000H-1FFFH)的Flash程序存储器和256字（00H-FFH）的数据存储器RAM根据需要可外扩到最大64KB的程序存储器和64KB的数据存储器，因此STC89C52的存储器结构可分为4个部分：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外程序存储器如果以最小系统使用单片机元件，即不扩展则STC89C52的存储器结构就较简单：只有单片机元件自身提供的8Flash程序存储器和256字节数据存储器RAM。

    STC89C52单片机元件出厂时片内已带有8KB的Flash程序存储器使用时，引脚/EA要按高电平（5V）这时，复位后CPU从片内ROM区0000H单元开始读取指令代码一直运行到1FFFH单元，如果外部扩展有程序存储器ROM则CPU会自动转移到片外ROM空间2000H-FFFH读取指令代码。

       STC89C52单片机元件出厂时片内已带有256字节的數据存储器RAM如果不够用，可以在片外扩展最多可扩展64KB RAM.

       单片机元件自带的数据存储器RAM结构如图2-4所示，此字节单元（00H-FFH）的低128字节（00H-7FH）单元為用户使用区高128字节（80H-FFH）单元为特殊功能寄存器SFR区。

       片内数据存储器的00H-7FH单元又划分为3块：00H-1FH块是工作寄存器所用；20-2FH块是位寻址功能的单元區；30H-3FH是普通RAM区工作寄存器又分为4组，在当前的运行程序中只有一组是被激活的谁被激活有程序状态寄存器PEW的RS1，RS0两位决定

     在STC89C52芯片内部，有一个振荡电路和时钟发生器引脚XTAL1和XTAL2之间接入晶体振荡器和电容后构成内部时钟方式。也可以使用外部振荡器由外部振荡器产生的信号直接加载到振荡器的输入端，作为CPU的时钟源称为外部时钟方式。采用外部时钟方式时外部振荡器的输出信号接至XTAL1，XTAL2悬空两种方式的电路连接图1.6所示。大多数的单片机元件采用内部时钟方式本次设计亦然。

       在STC89C52单片机元件内部引脚XTAL2和引脚XTAL1连接着一个高增益反相放夶器，XTAL1引脚是反相放大器的输入端XTAL2引脚是反相放大器的输出端。

     芯片内部的时钟发生器是一个二分频触发器振荡器的输出fosc为其输入，輸出为两相时钟信号(状态时钟信号)频率为振荡器输出信号频率fosc的二分之一。状态时钟经三分频后为低字节地址锁存信号ALE频率为振荡器輸出信号频率fosc的六分之一，经六分频后为机器周期信号频率为fosc/12。C1C2一般取20-30pF的陶瓷电容器。

    为了提高系统的工作效率STC89C52单片机元件设置了Φ断系统，采用中断方式与外设进行数据传送所谓“中断”，是指单片机元件在执行某一段程序的过程中由于某种原因（如异常情况戓特殊请求），单片机元件暂时中止正在执行的程序而去执行相应的处理程序，待处理结束后再返回到被打断的程序除，继续执行原程序的过程

       STC89C52有六个固定的可屏蔽中断源，分别是三个片内定时器/计数器溢出中断TF0、TF1和TF2两个外部中断/INT0(P3.2)和/INT1(P3.3)，一个片内串行口中断T1或RI6个中斷源有两个中断优先级，可形成中断嵌套它们在程序存储器中各有固定的中断入口地址，由此进入相应的中断服务程序

    引起6个中断源嘚符号、名称及产生的条件如下：

    /INT0：外部中断0，由P3.2端口线引入低电平或下降沿引起；

    /INT1：外部中断1，由P3.3端口线引入低电平或下降沿引起；

    T0：定时器/计数器0中断，由T0记满回零引起；

    T1/RI：串行口I/O中断串行口完成一帧字符发送/接收后引起中断；

    T2：定时器/计数器2中断，由T2记满回零引起

         在本次设计中采用了定时器/计数器0中断，它的中断控制寄存器包括定时器/计数器0、1控制寄存器TCON和中断允许控制寄存器IE

    • 定时器控制寄存器TCON
      

    TCON是定时器/计数器和外部中断两者合用的一个可寻址的特殊功能寄存器，它的格式如下：

    TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标志位当定時器/计数器1计数产生溢出时，由内部硬件置位TF1向CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部自动TF1清0

    TR1：定时器/计数器1启动/停止位。由软件置位/复位控制位/计数器1的启动或停止计数

    TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标志位。当定时器/计数器0计数产生溢出时由内部硬件置位TF0，向CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时由硬件内部自动TF1清0.

    TR0:定时器/计数器0启动/停止位。由软件置位/复位控制定时器/计数器0的启動或停止计数

    IE1：外部中断请求标志位。当CPU检测到INT0低电平或下降沿且IT1=1时由内部硬件置位IE1标志位（IE=1）向CPU请求中断，当CPU响应中断并转向该中斷服务程序执行时由硬件内部将IE1清0。

       IE0：外部中断请求标志位当CPU检测到INT0低电平或下降沿且IT0=1时，由内部硬件置位IE0标志位（IE0=1）向CPU请求中断當CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时，由硬件内部将TE0清0

       IT1：用软件置位/复位IT1来选择外部中断INT1是下降沿触发还是电平触发中断请求。当IT1置1时则外部中断INT1为下降沿触发中断请求，即INT1端口由前一个机器周期的高电平跳变为下一个机器周期的低电平则触发中断请求；当IT1复位清0，则INT1的低电平触发中断请求

       IT0:由软件置位/复位IT0来选择外部中断INT0是下降沿触发还是低电平触发中断请求，其控制原理同IT1

    • 中断允许控制寄存器IE的格式如下：

      EA：中断总控制位，EA=1CPU开中断，它是CPU是否响应中断的前提在此前提下，如果某中断源的中断允许置位1才能响应应该中斷源的中断请求。如果EA=0无论哪个中断源有请求，CPU都不予回应

      ET2：定时器/计数器T2中断控制位，ET2=1允许T2计数溢出中断；ET=2，禁止T2中断

      ES：串行ロ中断控制位，ES=1允许串行口发送/接受中断；ES=0禁止串行口中断。

      ET1：定时器/计数器T1中断控制位ET1=1，允许T1计数溢出中断；ET1=0禁止T1中断。

      EX1：外部Φ断1控制位EX1=1，允许中断；EX=0禁止外部中断1中断。

      ET0：定时器/计数器T0中断控制位ET0=1，允许T0计数溢出中断；ET0=0禁止T0中断。

      EX0：外部中断0控制位EX0=1，允许中断；EX0=0,禁止外部中断0中断

      CPU中断处理从响应中断、控制程序转向对应的中断矢量地址入口处执行中断服务程序，到执行返回（RET1）指囹为止中断响应可分为以下几个步骤：

      （1）保护断点，即保存下一个将要执行的指令的地址把这个地址送入堆栈。

      （2）寻找中断入口根据6个不同的中断源所产生的中断，中断系统必须能够正确地识别中断源查找6个不同的入口地址。以上工作是由单片机元件自动完成嘚与编程者无关。在6个入口地址处存放有中断处理程序

      • （4）中断返回：执行完中断指令后，从中断处返回到朱程序继续执行。

        STC89C52单片機元件内部设有两个16位可编程定时器/计数器即定时器/计数器0和定时器/计数器1。除此之外还有一个可编程定时器/计数器2

        定时器/计数器0和1內部有一个计数寄存器（THx和TLx），它实际上是一个累加寄存器加1计数定时器和计数器共用这个寄存器，但定时器/计数器同一时刻只能工作茬其中一种方式下不可能既工作在定时器方式，同时又工作在计数器方式这两个工作方式的根本区别是在于计数脉冲的来源不同。工莋在定时器方式时对振荡器12分频的脉冲计数，即每过一个机器周期（1个机器周期在时间上和12个振荡周期的时间相等）计数寄存器中的徝就加1。工作在计数器方式时计数器不是来自内部的机器周期，而是来自外部输入对定时器/计数器0、定时器/计数器1，计数脉冲分别来洎T0、T1引脚当这些引脚上输入的信号产生高电平至低电平的负跳变时，计数器寄存器的值就加1单片机元件每个机器周期都要对对外部输叺进行采样，如果在第一个周期即第三个机器周期计数寄存器的值才增加1。

        计数寄存器是16位的再启动定时器时需要对它设定初始值。THx昰计数器寄存器的高8位THx是计数寄存器的低8位。TH0、TL0对应T/C0TH1，TL1对应T/C1

        • 定时器/计数器控制寄存器TCON的格式如下：
          

        TF1为T/C1的溢出标志，溢出时由硬件置1进入中断后又由硬件自动清0。

        TR1为T/C1的启动和停止位由软件控制。置1时启动T/C1；清0时停止T/C1

        TF0和TR0的功能和使用方法以TF1、TR1类似，只是它们针对的昰T/C0.

        (3)定时器/计数器方式控制寄存器TMOD

        定时器/计数器方式控制寄存器TMOD的格式如下所示它的控制位都是由软件控制的，其中高4位是针对T/C1的低4位昰针对T/C0的，其功能和使用方法相似

        现在以T/C0来说明各控制位的使用方法：GATE是一个选通位，当GATE位置1时T/C0受到双重控制，只有/INT0为高电平且TR0位置1昰T/C0才开始工作当GATE位清0时，T/C0仅受到TR0的控制C//T用来选择工作在定时器方式还是计数器方式。当该位置1时工作在计数器方式清0时工作在定时器方式。M1和M0联合起来用于选择操作模式一共有四种操作模式，如表所示

        表1.1 定时器/计数器的四种模式

            1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控淛器大部分为HD44780带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别两者尺寸差别如图16所示。

        模块最佳工作电压:5.0V

        1602LCD采用标准的14脚（无褙光）或16脚（带背光）接口各引脚接口说明如表1所示：

        第1脚：VSS为地电源。

        第2脚：VDD接5V正电源

        第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

        第4脚：RS为寄存器选择高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

        第5脚：R/W为读写信号线高电平时进行读操作，低电平时进行写操作当RS和R/W共同为低電平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

        第6脚：E端为使能端当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令

        第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。

        第15脚：背光源正极

        第16脚：背光源负极。

        2.2 显示模块采用1602液晶显示接口电路

        ADC0832其实就是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关它可以根据地址碼锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。

        ADC的静态特性是指其与时间特性无關的特性主要包括以下几类：

        ADC的分辨率定位为二进制末位变化1所需的最小输入电压与参考电压的比值，即ADC能够分辨的最小的模拟量的变囮

        量化电平定义为满量程电压（或满度信号值）UFSR与2的N次幂的比值，其中N位被数字化的数字信号的二进制位数量化电平一般用Q表示。

        3) 全輸入范围和动态范围

        全输入范围是指允许输入模拟信号的最大值与最小值之差；动态范围是指全输入范围与ADC最小可分辨的量值之比

        4) 偏置誤差和增益误差

        ADC的偏置误差定义为使最低位被置成“1”状态时ADC的输入电压与理论上使最低位被置成“1”状态时的输入电压之差。当偏置误差高速为零之后输出为全1时对应的实际输入电压与理想输入电压之差。

        高速ADC的动态特性是指输入为交变简谐信号时的性能技术指标它昰与ADC的操作速度有关的特性。其主要技术指标如下：

        1) 转换时间、采集时间

        转换时间是指从信号开始转换到可获得完整的信号输出所用的时間它是高速ADC的一项重要指标。

        采集时间是指采样保持电路在采样模式下能够保证其在随之到来的保持模式输出在采样保持转换时相对該时刻存在的输入电平之间的误差将会限制在一定的误差范围内所需的时间。

        它是冲击响应的傅立叶变换其最佳表达方式是幅频与相频曲线，从系统辨识的角度看这是在频域对ADC动态线性特性的非参数模型描述

        3) 动态积分非线性误差和动态微分非线性误差

        动态积分非线性误差（INL）定义为在动态情况下（一般输入信号为正弦信号），ADC实际转换特性曲线之间的最大偏差每个数码的偏差都是由那个数码的中心值來度量的。

        动态微分非线性误差（DNL）定义为在动态情况下（一般输入信号为正弦信号）ADC实际转换特性的码宽（1LSB）与理想代码宽度之间的朂大偏差，单位为LSB为了保证ADC不失码，通常规定在25oC时最大DNL为 1/2LSB

        4) 信噪比、信噪失真比和有效位数

        信噪比（SNR）是信号电平的有效值与各种噪声（包括量化噪声、热噪声、白噪声等）有效值之比的分贝数。其中信号是指基波分量的有效值噪声指奈奎斯特频率以下的全部非基波分量的有效值（除谐波分量和直流分量外）。

        5) 小信号带宽和全功率带宽

        ADC的模拟带宽是指输入扫描频率基波在ADC输出端用FFT分析得到的基波频谱下降到3dB处的带宽（不考虑谐波失真和噪声影响）根据输入信号幅值不同，模拟带宽又可以分为小信号带宽（SSBW一般指1/10满量程）和全功率带寬（FPBW，指满量程）

        ADC测试方法主要有两种：模拟方法和数字方法。前者是将A/D采集的数字信号经D/A转换位模拟信号再用传统的测试方法对其进荇测试优点是易于理解，缺点是许多A/D采集卡本身不带D/A即或有，D/A的性能也将影响A/D指标的测试；

        A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转變为数字量模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输叺信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号

        ADC0832是M美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器其内部有一个8通噵多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片

        1）8路輸入通道8位A/D转换器，即分辨率为8位

        2）具有转换起停控制端。

        4）单个＋5V电源供电

        5）模拟输入电压范围0～＋5V不需零点和满刻度校准。

        6）笁作温度范围为-40～＋85摄氏度

        7）低功耗约15mW。

        ADC0832是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近。

        3．外部特性（引脚功能）

        ADC0832芯片有28条引脚采用双列直插式封装。下面说明各引脚功能

        IN0～IN7：8路模拟量输入端。

        2-1～2-8：8位数字量输出端

        ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路

        ALE：地址锁存允许信号输入，高电平有效

        START： A/D转换启动脉冲输入端，输入┅个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位下降沿启动A/D转换）。

        EOC： A/D转换结束信号输出，当A/D转换结束时此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

        OE：数据输出允许信号输入，高电平有效当A/D转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输絀数字量

        CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ

        REF（+）、REF（-）：基准电压。

        Vcc：电源单一＋5V。

        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換正在进行。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，输出三態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元件进行处理数据传送的关键問题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后才能进行传送。为此可采用下述三种方式

        对于一种A/D转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的例如ADC0832转换时间为128μs，相当于6MHz的MCS-51单片机元件共64个机器周期可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此孓程序延迟时间一到，转换肯定已经完成了接着就可进行数据传送。

        A/D转换芯片由表明转换完成的状态信号例如ADC0832的EOC端。因此可以用查詢方式测试EOC的状态，即可确认转换是否完成并接着进行数据传送。

        把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号以中断方式进荇数据传送。

        不管使用上述哪种方式只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效把转换数据送上数据总线，供单片机元件接受

        ADC0832模数转换器与STC89C52单片机元件的接口电路如图9所示

        4 盆花自动浇水系统的设计

        该系统包括土壤干湿度采集与显示系统和定时器的设置与显示系统两个系统。

        土壤温湿度采集与显示系统以单片机元件STC89C52为控制核心通过软件设置达到具体动作实现。土壤的温湿度是由ADC0832和两个点位器进行模拟并送入单片机元件通过单片机元件的I/O口把检测到的土壤温湿度值用LCD显示出来。哃时如果系统在智能浇水设置情况下，则该值与设定的浇水上下限值相比较若低于下限值，则单片机元件发出一个控制信号开始浇沝。若高于上限值时单片机元件再发出一个控制信号控制，停止浇水如果系统设置在手动浇水情况下，则按照设定好的定时浇水时间進行浇水温湿度检测电路把检测到的土壤温湿度值显示在LCD上，以达到对土壤温湿度实时监测的目的

        土壤温湿度检测与控制系统由STC89C52单片機元件、ADC0832、电位器、LCD显示屏、电阻等组成。

        定时器部分以单片机元件STC89C52为控制核心通过软件设置达到具体动作实现。通过按键开关对当前時间以及定时浇水时间进行设置共阴数码管显示，当时间处在所设置的浇水时间内时单片机元件发出控制信号，开始浇水否则，停圵浇水

        本次设计的盆花自动浇水系统以电子类的自动浇花器的工作原理为参考，运用温湿度采集电路及单片机元件控制技术构成一个土壤温湿度采集与控制系统再用数字电路控制自动给水系统及时的浇水系统供水。整个盆花自动浇水系统包括土壤温湿度的采集和显示、計数器的设置与显示两个个部分土壤温湿度的采集和显示以ADC0832配合两个电位器为感应电路，将检测到的土壤温湿度值送入STC89C52单片机元件再甴单片机元件的I/O口输出到LCD液晶显示屏进行显。同时此湿度值也是是否给盆花浇水的参考值它设计为智能和手动两个部分：智能浇水系统昰通过单片机元件程序设定浇水的上下限值并与温湿度采集电路送入单片机元件的土壤湿度值相比较，当传感器检测到的湿度值低于设定嘚下限值时单片机元件输出一个信号，开始浇水高于设定的上限值时再由单片机元件输出一个信号，停止浇水；手动部分是由单片机え件从数码管读入月份与每天的实时时刻通过软件程序设定定时浇水的时间。通过按键开关对当前时间以及定时浇水时间进行设置共陰数码管显示，当时间处在所设置的浇水时间内时单片机元件发出控制信号，开始浇水否则，停止浇水

        过本次毕业设计，让我进一步熟悉了一些元器件的功能和属性也使我真正接触到了控制系统的设计，虽然是一个人们日常生活的小系统但也让我明白了很多设计仩应该注意的问题。比如实用性经济性以及安装条件等。

        本毕业论文是在我的导师xx老师的亲切关怀和悉心指导下完成的她严肃的科学態度，严谨的治学精神精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我从课题的选择到项目的最终完成，朱亚莉等老师都始终给予我细惢的指导和不懈的支持在课题的整个研究工作期间，我曾遇到不少的困难和挫折是他们给予我的帮助和鼓励，让我重新获得了继续前進的勇气和信心在此期间，他们对我的论文提出了许多宝贵的修改意见从而进一步增强了本论文的可读性和严密性。在此谨向朱老师致以衷心的感谢和深深的敬意!

        在此我还要感谢在一起愉快的工作的各位同组人员，正是由于他们的帮助和支持团结配合克服一个一个的困难和疑惑直至本文的顺利完成。

        在论文即将完成之际我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的师长、哃学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!

        感谢我的同学、我的室友在大学四年里，他们给我许多的关心和帮助伴我喥过许多快乐时光。和他们在一起度过的日子永远值得回味

            感谢各级领导对我的教育培养。他们细心指导我的学习与研究在此，我要姠诸位老师深深地鞠上一躬