首先是我当年的得意之作,模拟智能灌溉系统:
先上原理图

这是用proteus画的模拟图,当然还有实物图,不过都被我放在自己的工作室了(话说明明是实验室好不好)目前是在外面进一步学习,我就不把实物晒出来了。

程序的好坏在于它的流程图是否好,于是我就把我当时画的流程图拿了出来!
那么该项目到底是什么呢?
就是当年比赛的一个预习题,不过平台不一样搞得我当时比较狼狈就拿了个三等奖回来,哎,希望我嵌入式小组的学弟学妹们能够加油,帮我拿个一等奖回来!了了我心中的遗憾吧!
功能简述:
要求“模拟智能灌溉系统”能够实现土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。通过电位器Rb2输出电压信号,模拟湿度传感器输出信号,再通过AD采集完成湿度测量功能;通过DS1302芯片提供时间信息;通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能,通过LED完成系统工作状态指示功能。系统硬件电路主要由单片机控制电路、显示单元、ADC采集单元、RTC单元、EEPROM存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成,系统框图如图1所示:
![clip_image002[5] clip_image002[5]](/Public/lazyload/gray.png)
1.系统工作及初始化状态说明:
1.1、自动工作状态,根据湿度数据自动控制打开或关闭灌溉设备,以L1点亮指示;
1.2、手动工作状态,通过按键控制打开或关闭灌溉设备,以L2点亮指示;
1.3、系统上电后处于自动工作状态,系统初始湿度阈值为50%,此时若湿度低于50%,灌溉设备自动打开,达到50%后,灌溉设备自动关闭;
1.4、灌溉设备打开或关闭通过继电器工作状态模拟。
2.数码管单元:

“模拟智能灌溉系统”通过读取DS1302时钟芯片相关寄存器获得时间,DS1302芯片时、分、秒寄存器在程序中设定为系统进行初始化设定,时间为08时30分。
3.报警输出单元:
系统工作于手动工作状态下时,若当前湿度低于湿度阈值,蜂鸣器发出提示音,并可通过按键S6关闭提醒功能。
4.功能按键:
4.1、按键S7设定为系统工作状态切换按键;
4.2、手动工作状态下按键S6、S5、S4功能设定如下:
按下S6关闭蜂鸣器提醒功能,再次按下S6打开蜂鸣器提醒功能,如此循环;
S5功能设定为打开灌溉系统;S4功能设定为关闭灌溉系统。
4.3、自动工作状态下按键S6、S5、S4功能设定如下:
S6功能设定为湿度阈值调整按键,按下S6后,进入湿度阈值调整界面(如图3所示),此时按下S5为湿度阈值加1,按下S4湿度阈值减1,再次按下S6后,系统将新的湿度阈值保存到EEPROM中,并退出湿度阈值设定界面。

5.实时时钟:
“模拟智能灌溉系统”通过读取DS1302时钟芯片相关寄存器获得时间,DS1302芯片时、分、秒寄存器在程序中设定为系统进行初始化设定,时间为08时30分。
6.湿度检测单元:
以电位器Rb2输出电压信号模拟湿度传感器输出信号,且假定电压信号与湿度成正比例关系H湿度= KVRb2(K为常数),Rb2电压输出为5V时对应湿度为99%。
7. EEPROM存储单元:
系统通过EEPROM存储湿度阈值,自动工作状态下,可通过按键S6、S5、S4设置和保存阈值信息。
下面将是我写的一些代码了,大三上写的代码,可能不是那么好吧!勿见怪啊,当时都没有代码规范的思想,写得比较凌乱,我也因为对它不再想修改了,就不改格式了,因而对看本博客的同学们表示歉意了!

(1)主函数main.c
#include<reg52.h>
#include <intrins.h>
#include<I2C.h>
#define PCF8591 0x90 //PCF8591 地址
#include<ds1302.h>
//else IO
unsigned char AD_CHANNEL;
unsigned long xdata LedOut[8];
unsigned int D[32];
sbit LS138A=P2^2;
sbit LS138B=P2^3;
sbit LS138C=P2^4;
sbit L1=P2^5;
sbit L2=P2^6;
sbit beed=P1^0;
sbit RELAY=P1^1;
sbit k4=P1^2;
sbit k5=P1^3;
sbit k6=P1^4;
sbit k7=P1^5;
//此表为 LED 的字模, 共阴数码管 0-9 -
unsigned char code table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};
unsigned char delay1[8]={10,10,0,0,0,0,0,0};
unsigned char HUO,flag;
unsigned char key,mode,th;
/**
延迟函数
**/
void delay()
{unsigned char a=100;
while(a--);
}
/************
at24c02功能模块
***/
void At24c02Write(unsigned char addr,unsigned char dat)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(0xa0, 1);//发送写器件地址
I2C_SendByte(addr, 1);//发送要写入内存地址
I2C_SendByte(dat, 0); //发送数据
I2C_Stop();
}
unsigned char At24c02Read(unsigned char addr)
{
unsigned char num;
I2C_Start();
I2C_SendByte(0xa0, 1); //发送写器件地址
I2C_SendByte(addr, 1); //发送要读取的地址
I2C_Start();
I2C_SendByte(0xa1, 1); //发送读器件地址
num=I2C_ReadByte(); //读取数据
I2C_Stop();
return num;
}
/*******************************************************************
ADC发送字节[命令]数据函数
*******************************************************************/
bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c)
{
Start_I2c(); //启动总线
SendByte(sla); //发送器件地址
if(ack==0)return(0);
SendByte(c); //发送数据
if(ack==0)return(0);
Stop_I2c(); //结束总线
return(1);
}
/*******************************************************************
ADC读字节数据函数
*******************************************************************/
unsigned char IRcvByte(unsigned char sla)
{ unsigned char c;
Start_I2c(); //启动总线
SendByte(sla+1); //发送器件地址
if(ack==0)return(0);
c=RcvByte(); //读取数据0
Ack_I2c(1); //发送非就答位
Stop_I2c(); //结束总线
return(c);
}
unsigned char keysan(void)
{ if(!k7)
{while(!k7);
return 7;}
if(!k6)
{while(!k6);
return 6;}
if(!k5)
{while(!k5);return 5;}
if(!k4)
{while(!k4);return 4;}
return 0;
}
/**初始设置函数**/
void seting()
{ unsigned char isFirstRun=0;
beed=1;
L1=0;
L2=1;
RELAY=1;
mode=1;
isFirstRun=!At24c02Read(2);//通过EEPROM的'2'地址出是否有值来判断是否为第一次运行
if(isFirstRun)//若第一次运行
{
At24c02Write(2,1);//往'2'地址写入信息供以后开机时判断
At24c02Write(1,50);//写入默认阈值50
}
else
{HUO=At24c02Read(1);//从EEPROM的'1'地址处读出阈值
}
delay1[6]=HUO/10;
delay1[7]=HUO%10;
InitTIMER0(); //初始化定时器0
Set_RTC();
}
/****
判断函数
***/
void chouse(unsigned char key)
{
switch(key)
{
case 4:
if(mode==1)
{ if(j==1)
{ HUO--;
delay1[6]=HUO/10;
delay1[7]=HUO%10;
delay();
}
}
else { RELAY=1;}
break;
case 5:
if(mode==1)
{if(j==1)
{ HUO++;
if(HUO>99)HUO=99;
delay1[6]=HUO/10;
delay1[7]=HUO%10;
delay();
}
}
else {RELAY=0;}
break;
case 6:if(mode==1)
{
if(flag==1)//在设置模式,保存阈值并退出设置模式
{
At24c02Write(1,HUO);//在EEPROM的'1'地址处写入阈值
flag=0;
}
else//不在设置模式,将进入设置模式
{
flag=1;
}
}
else {beed=(beed==1)?0:1;}
break;
case 7:if(mode==1)
{mode=0;L1=0;L2=1;}
else
{mode=1;L1=1;L2=0;}
break;
default:break;
}
if(th<HUO)
{
if(mode==0)//手动模式
{
if(beed==1)//如果打开了报警提示
beed=0;//报警
}
else//自动模式
{
RELAY=0;//打开灌溉
beed=1;
}
}
else //不小于阈值
{
if(mode==0)//手动模式
{
if(beed==1)//如果打开了报警提示
beed=0;//关闭报警
}
else//自动模式
{
RELAY=1;//关闭灌溉
}
}
if(ReadRTC_Flag)
{
ReadRTC_Flag=0;
Read_RTC();
l_tmpdisplay[0]=l_tmpdate[2]/16;//数据的转换,因我们采用数码管0~9的显示,将数据分开
l_tmpdisplay[1]=l_tmpdate[2]&0x0f;
l_tmpdisplay[2]=10; //加入"-"
l_tmpdisplay[3]=l_tmpdate[1]/16;
l_tmpdisplay[4]=l_tmpdate[1]&0x0f;
l_tmpdisplay[5]=10;
}
ISendByte(PCF8591,0x44);
D[0]=IRcvByte(PCF8591); //ADC0 模数转换1
th=D[0]/2.55;
if(th>99) th=99;
l_tmpdisplay[6]=th/10;
l_tmpdisplay[7]=th%10;
}
/**主函数***/
void main()
{
seting();
while(1)
{ key=keysan();
chouse(key);
}
}
void InitTIMER0(void)
{
TMOD|=0x01;//定时器设置 16位
TH0=0xef;//初始化值
TL0=0xf0;
ET0=1;
TR0=1;
EA=1;
}
/******************************************************************/
/* 定时器中断函数 */
/******************************************************************/
void tim(void) interrupt 1 using 1//中断,用于数码管扫描
{
static unsigned char i,num;
TH0=0xf5;
TL0=0xe0;
if(flag==1)
{
//在设置模式
P0=table[delay1[i]];
}
else
{
//
P0=table[l_tmpdisplay[i]]; //查表法得到要显示数字的数码段
}
switch(i)
{
case 0:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=0; break;
case 1:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=0; break;
case 2:LS138A=0; LS138B=1; LS138C=0; break;
case 3:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=0; break;
case 4:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=1; break;
case 5:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=1; break;
case 6:LS138A=0; LS138B=1; LS138C=1; break;
case 7:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=1; break;
}
i++;
if(i==8)
{
i=0;
num++;
if(10==num) //隔段时间读取1302的数据。时间间隔可以调整
{
ReadRTC_Flag=1; //使用标志位判断
num=0;
}
}
}
(2)I2C总线函数
#include<reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <I2C.h>
#define NOP() _nop_() /* 定义空指令 */
#define _Nop() _nop_() /*定义空指令*/
sbit SCL=P2^1; //I2C 时钟
sbit SDA=P2^0; //I2C 数据
bit ack; /*应答标志位*/
/*******************************************************************
起动总线函数
函数原型: void Start_I2c();
功能: 启动I2C总线,即发送I2C起始条件.
********************************************************************/
void Start_I2c()
{
SDA=1; /*发送起始条件的数据信号*/
_Nop();
SCL=1;
_Nop(); /*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=0; /*发送起始信号*/
_Nop(); /* 起始条件锁定时间大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; /*钳住I2C总线,准备发送或接收数据 */
_Nop();
_Nop();
}
/*******************************************************************
结束总线函数
函数原型: void Stop_I2c();
功能: 结束I2C总线,即发送I2C结束条件.
********************************************************************/
void Stop_I2c()
{
SDA=0; /*发送结束条件的数据信号*/
_Nop(); /*发送结束条件的时钟信号*/
SCL=1; /*结束条件建立时间大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1; /*发送I2C总线结束信号*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
/*******************************************************************
字节数据发送函数
函数原型: void SendByte(UCHAR c);
功能: 将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对
此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0)
发送数据正常,ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。
********************************************************************/
void SendByte(unsigned char c)
{
unsigned char BitCnt;
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) /*要传送的数据长度为8位*/
{
if((c<<BitCnt)&0x80)SDA=1; /*判断发送位*/
else SDA=0;
_Nop();
SCL=1; /*置时钟线为高,通知被控器开始接收数据位*/
_Nop();
_Nop(); /*保证时钟高电平周期大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0;
}
_Nop();
_Nop();
SDA=1; /*8位发送完后释放数据线,准备接收应答位*/
_Nop();
_Nop();
SCL=1;
_Nop();
_Nop();
_Nop();
if(SDA==1)ack=0;
else ack=1; /*判断是否接收到应答信号*/
SCL=0;
_Nop();
_Nop();
}
/*******************************************************************
字节数据接收函数
函数原型: UCHAR RcvByte();
功能: 用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号),
发完后请用应答函数应答从机。
********************************************************************/
unsigned char RcvByte()
{
unsigned char retc;
unsigned char BitCnt;
retc=0;
SDA=1; /*置数据线为输入方式*/
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
{
_Nop();
SCL=0; /*置时钟线为低,准备接收数据位*/
_Nop();
_Nop(); /*时钟低电平周期大于4.7μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=1; /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/
_Nop();
_Nop();
retc=retc<<1;
if(SDA==1)retc=retc+1; /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */
_Nop();
_Nop();
}
SCL=0;
_Nop();
_Nop();
return(retc);
}
/********************************************************************
应答子函数
函数原型: void Ack_I2c(bit a);
功能: 主控器进行应答信号(可以是应答或非应答信号,由位参数a决定)
********************************************************************/
void Ack_I2c(bit a)
{
if(a==0)SDA=0; /*在此发出应答或非应答信号 */
else SDA=1;
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=1;
_Nop();
_Nop(); /*时钟低电平周期大于4μs*/
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; /*清时钟线,钳住I2C总线以便继续接收*/
_Nop();
_Nop();
}
void I2C_Delay10us()
{ unsigned char a,b;
for(b=1; b>0; b--)
{
for(a=2; a>0; a--);
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : I2C_Start()
* 函数功能 : 起始信号:在I2C_SCL时钟信号在高电平期间I2C_SDA信号产生一个下降沿
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
* 备 注 : 起始之后I2C_SDA和I2C_SCL都为0
****************************************************************************/
void I2C_Start()
{
SDA = 1;
I2C_Delay10us();
SCL = 1;
I2C_Delay10us();//建立时间是I2C_SDA保持时间>4.7us
SDA = 0;
I2C_Delay10us();//保持时间是>4us
SCL = 0;
I2C_Delay10us();
}
/******************************************************************************
* 函 数 名 : I2C_Stop()
* 函数功能 : 终止信号:在I2C_SCL时钟信号高电平期间I2C_SDA信号产生一个上升沿
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
* 备 注 : 结束之后保持I2C_SDA和I2C_SCL都为1;表示总线空闲
******************************************************************************/
void I2C_Stop()
{
SDA = 0;
I2C_Delay10us();
SCL = 1;
I2C_Delay10us();//建立时间大于4.7us
SDA = 1;
I2C_Delay10us();
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : I2cSendByte(uchar num)
* 函数功能 : 通过I2C发送一个字节。在I2C_SCL时钟信号高电平期间,
* * 保持发送信号I2C_SDA保持稳定
* 输 入 : num ,ack
* 输 出 : 0或1。发送成功返回1,发送失败返回0
* 备 注 : 发送完一个字节I2C_SCL=0, 需要应答则应答设置为1,否则为0
******************************************************************************/
unsigned char I2C_SendByte(unsigned char dat, unsigned char ack)
{
unsigned char a = 0,b = 0;//最大255,一个机器周期为1us,最大延时255us。
for(a=0; a<8; a++)//要发送8位,从最高位开始
{
SDA = dat >> 7; //起始信号之后I2C_SCL=0,所以可以直接改变I2C_SDA信号
dat = dat << 1;
I2C_Delay10us();
SCL = 1;
I2C_Delay10us();//建立时间>4.7us
SCL = 0;
I2C_Delay10us();//时间大于4us
}
SDA = 1;
I2C_Delay10us();
SCL = 1;
while(SDA && (ack == 1))//等待应答,也就是等待从设备把I2C_SDA拉低
{
b++;
if(b > 200) //如果超过200us没有应答发送失败,或者为非应答,表示接收结束
{
SCL = 0;
I2C_Delay10us();
return 0;
}
}
SCL = 0;
I2C_Delay10us();
return 1;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : I2cReadByte()
* 函数功能 : 使用I2c读取一个字节
* 输 入 : 无
* 输 出 : dat
* 备 注 : 接收完一个字节I2C_SCL=0
*****************************************************************************/
unsigned char I2C_ReadByte()
{
unsigned char a = 0,dat = 0;
SDA = 1; //起始和发送一个字节之后I2C_SCL都是0
I2C_Delay10us();
for(a=0; a<8; a++)//接收8个字节
{
SCL = 1;
I2C_Delay10us();
dat <<= 1;
dat |= SDA;
I2C_Delay10us();
SCL = 0;
I2C_Delay10us();
}
return dat;
}
其H文件:
extern bit ack;
//起动总线函数
extern void Start_I2c();
//结束总线函数
extern void Stop_I2c();
//应答子函数
extern void Ack_I2c(bit a);
//字节数据发送函数
extern void SendByte(unsigned char c);
//有子地址发送多字节数据函数
extern bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no) ;
//无子地址发送多字节数据函数
extern bit ISendStrExt(unsigned char sla,unsigned char *s,unsigned char no);
//无子地址读字节数据函数
extern unsigned char RcvByte();
extern void I2C_Start();
extern void I2C_Stop();
extern unsigned char I2C_SendByte(unsigned char dat, unsigned char ack);
extern unsigned char I2C_ReadByte();
(3)DS1302时钟函数:
#include<reg52.h> //包含头文件,一般情况不需要改动,头文件包含特殊功能寄存器的定义
#include <intrins.h>
sbit SCK=P3^6; //时钟
sbit SDA=P3^4; //数据
sbit RST = P3^5;// DS1302复位
bit ReadRTC_Flag;//定义读DS1302标志
unsigned char l_tmpdate[7]={0,30,8,15,5,3,8};//秒分时日月周年08-05-15 12:00:00
unsigned char l_tmpdisplay[8];
code unsigned char write_rtc_address[7]={0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8a,0x8c}; //秒分时日月周年 最低位读写位
code unsigned char read_rtc_address[7]={0x81,0x83,0x85,0x87,0x89,0x8b,0x8d};
//code unsigned char table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};
//共阴数码管 0-9 '-' '熄灭‘表
/******************************************************************/
/* 写一个字节 */
/******************************************************************/
void Write_Ds1302_Byte(unsigned char temp)
{
unsigned char i;
for (i=0;i<8;i++) //循环8次 写入数据
{
SCK=0;
SDA=temp&0x01; //每次传输低字节
temp>>=1; //右移一位
SCK=1;
}
}
/******************************************************************/
/* 写入DS1302 */
/******************************************************************/
void Write_Ds1302( unsigned char address,unsigned char dat )
{
RST=0;
_nop_();
SCK=0;
_nop_();
RST=1;
_nop_(); //启动
Write_Ds1302_Byte(address); //发送地址
Write_Ds1302_Byte(dat); //发送数据
RST=0; //恢复
}
/******************************************************************/
/* 读出DS1302数据 */
/******************************************************************/
unsigned char Read_Ds1302 ( unsigned char address )
{
unsigned char i,temp=0x00;
RST=0;
_nop_();
_nop_();
SCK=0;
_nop_();
_nop_();
RST=1;
_nop_();
_nop_();
Write_Ds1302_Byte(address);
for (i=0;i<8;i++) //循环8次 读取数据
{
if(SDA)
temp|=0x80; //每次传输低字节
SCK=0;
temp>>=1; //右移一位
_nop_();
_nop_();
_nop_();
SCK=1;
}
RST=0;
_nop_(); //以下为DS1302复位的稳定时间
_nop_();
RST=0;
SCK=0;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
SCK=1;
_nop_();
_nop_();
SDA=0;
_nop_();
_nop_();
SDA=1;
_nop_();
_nop_();
return (temp); //返回
}
/******************************************************************/
/* 读时钟数据 */
/******************************************************************/
void Read_RTC(void) //读取 日历
{
unsigned char i,*p;
p=read_rtc_address; //地址传递
for(i=0;i<7;i++) //分7次读取 秒分时日月周年
{
l_tmpdate[i]=Read_Ds1302(*p);
p++;
}
}
/******************************************************************/
/* 设定时钟数据 */
/******************************************************************/
void Set_RTC(void) //设定 日历
{
unsigned char i,*p,tmp;
for(i=0;i<7;i++){ //BCD处理
tmp=l_tmpdate[i]/10;
l_tmpdate[i]=l_tmpdate[i]%10;
l_tmpdate[i]=l_tmpdate[i]+tmp*16;
}
Write_Ds1302(0x8E,0X00);
p=write_rtc_address; //传地址
for(i=0;i<7;i++) //7次写入 秒分时日月周年
{
Write_Ds1302(*p,l_tmpdate[i]);
p++;
}
Write_Ds1302(0x8E,0x80);
}
其H文件:
extern void Write_Ds1302_byte(unsigned char temp);
extern void Write_Ds1302( unsigned char address,unsigned char dat );
extern unsigned char Read_Ds1302 ( unsigned char address );
extern void Read_RTC(void);//read RTC
extern void Set_RTC(void); //set RTC
extern void InitTIMER0(void);//inital timer0
extern bit ReadRTC_Flag;//定义读DS1302标志
extern unsigned char l_tmpdisplay[8];
extern unsigned char l_tmpdate[7];
extern bit ReadRTC_Flag;//定义读DS1302标志

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