用單片機設計制作的定時(shí)澆水電路

這款由MCS-51系列單片機組成的定時(shí)澆水裝置能夠定時(shí)的給花草澆水，解決你出門(mén)的后顧之憂(yōu)。

一、電路擬完成的功能
對于電路的基本要求是完成每日定時(shí)澆水，考慮到不同的環(huán)境溫度和不同的花草種類(lèi)。澆水的量要可以修改，控制的方法可以通過(guò)控制澆水的時(shí)間來(lái)控制，也可以控制定時(shí)時(shí)長(cháng)達到澆水量的改變，初始值定為每24小時(shí)澆水20秒，定時(shí)初始值和澆水時(shí)長(cháng)由軟件編程決定。此外，電路的設計還應具備以下功能：
(1)能夠在線(xiàn)修改定時(shí)時(shí)長(cháng)和澆水時(shí)長(cháng)；
(2)定時(shí)和澆水的時(shí)長(cháng)要能夠顯示；
(3)能夠顯示工作狀態(tài)表明電路定時(shí)的開(kāi)始。

二、電路的組成
1．芯片的選擇
Atmel公司的AT89C51芯片內部有4KB可編程Flash存儲器，芯片的使用資料多，價(jià)格便宜易于購買(mǎi)。芯片4KB的存儲器對于本電路的程序完全夠用；它具有4個(gè)I／O口，非常方便的利用I／O口完成數碼管的顯示功能，同時(shí)還可以大大簡(jiǎn)化編程的難度和降低程序的長(cháng)度；芯片的掉電保護模式保證掉電后其內部RAM的內容保持不變，因而電路的芯片選擇采用AT89C51。
2．電路原理
電路原理圖見(jiàn)下圖。

顯示電路由兩位數碼管完成， 分別接于A(yíng)T89C51的P0口和P1口，P1口顯示十位，P0口顯示個(gè)位，AT89C51 I／O口的灌電流可以直接驅動(dòng)數碼管。因此在顯示電路中無(wú)須加驅動(dòng)電路，采用的數碼管為共陽(yáng)極。定時(shí)時(shí)間顯示單位為小時(shí)，采用倒計時(shí)方式，在線(xiàn)修改定時(shí)時(shí)間采用減一的方式，顯示的數值閃動(dòng)兩次，最大值設為24小時(shí)；澆水時(shí)長(cháng)的單位為秒，定時(shí)開(kāi)始計時(shí)時(shí)不顯示，當繼電器閉合，澆水開(kāi)始時(shí)倒計時(shí)顯示，在線(xiàn)修改澆水時(shí)間也采用減一的方式，顯示的數值閃動(dòng)一次，最大值設為60秒。

兩只發(fā)光二極管在每秒輪流閃動(dòng)一次，表明電路的工作正常。按鍵開(kāi)關(guān)S1為復位鍵；開(kāi)關(guān)S2為修改定時(shí)時(shí)長(cháng)按鍵；開(kāi)關(guān)S3為修改澆水時(shí)長(cháng)按鍵。
控制澆水的電磁閥采用交流220V型號；其導通情況由IC的P2.0電平高低決定，當P2.0為低電平時(shí)V1和V2截止，繼電器觸電開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，電磁閥關(guān)閉，當P2.0為高電平時(shí)V1和V2導通，繼電器觸電開(kāi)關(guān)K1閉合，電磁閥打開(kāi)出水；控制繼電器采用5V型號可以簡(jiǎn)化電源電路。

三、程序的編寫(xiě)
程序的編寫(xiě)采用查詢(xún)延時(shí)的方式，程序包含有主程序、顯示子程序和延時(shí)子程序。下圖是主程序的流程圖：

參考源程序及機器代碼長(cháng)按S2定時(shí)時(shí)長(cháng)被減一進(jìn)行修改，修改的數值在數碼管上顯示，并閃爍兩次，當變化到期望的值時(shí)，松開(kāi)按鍵S2；長(cháng)按S3可以修改澆水定時(shí)時(shí)長(cháng)，但顯示的數值只閃爍一次。
四、電路的制作
電路的安裝可以在萬(wàn)能板上進(jìn)行，有條件也可做出印制版。電路的元件清單見(jiàn)下表。

在制作中要保證電源工作的穩定性，濾波電容不要用小容量的進(jìn)行替代。選用的電磁閥要能與家用出水管匹配，澆水管可以采用PVC管制作，為保證澆水的均勻，在陽(yáng)臺上方放平并按一定間隙鉆孔。電路可以方便的進(jìn)行改造為其它用途的定時(shí)控制裝置，通過(guò)對軟件的簡(jiǎn)單修改來(lái)滿(mǎn)足需要。