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作者：涂铁军
这款由MCS-51系列单片机组成的定时浇水装置能够定时的给花草浇水，解决你出门的后顾之忧。
一、电路拟完成的功能
对于电路的基本要求是完成每日定时浇水，考虑到不同的环境温度和不同的花草种类。浇水的量要可以修改，控制的方法可以通过控制浇水的时间来控制，也可以控制定时时长达到浇水量的改变，初始值定为每24小时浇水20秒，定时初始值和浇水时长由软件编程决定。此外，电路的设计还应具备以下功能：
(1)能够在线修改定时时长和浇水时长；
(2)定时和浇水的时长要能够显示；
(3)能够显示工作状态表明电路定时的开始。
二、电路的组成
1．芯片的选择
Atmel公司的AT89C51芯片内部有4KB可编程Flash存储器，芯片的使用资料多，价格便宜易于购买。芯片4KB的存储器对于本电路的程序完全够用；它具有4个I／O口，非常方便的利用I／O口完成数码管的显示功能，同时还可以大大简化编程的难度和降低程序的长度；芯片的掉电保护模式保证掉电后其内部RAM的内容保持不变，因而电路的芯片选择采用AT89C51。
2．电路原理
电路原理图见下图。
显示电路由两位数码管完成， 分别接于AT89C51的P0口和P1口，P1口显示十位，P0口显示个位，AT89C51 I／O口的灌电流可以直接驱动数码管。因此在显示电路中无须加驱动电路，采用的数码管为共阳极。定时时间显示单位为小时，采用倒计时方式，在线修改定时时间采用减一的方式，显示的数值闪动两次，最大值设为24小时；浇水时长的单位为秒，定时开始计时时不显示，当继电器闭合，浇水开始时倒计时显示，在线修改浇水时间也采用减一的方式，显示的数值闪动一次，最大值设为60秒。
两只发光二极管在每秒轮流闪动一次，表明电路的工作正常。按键开关S1为复位键；开关S2为修改定时时长按键；开关S3为修改浇水时长按键。
控制浇水的电磁阀采用交流220V型号；其导通情况由IC的P2.0电平高低决定，当P2.0为低电平时V1和V2截止，继电器触电开关K1断开，电磁阀关闭，当P2.0为高电平时V1和V2导通，继电器触电开关K1闭合，电磁阀打开出水；控制继电器采用5V型号可以简化电源电路。
三、程序的编写
程序的编写采用查询延时的方式，程序包含有主程序、显示子程序和延时子程序。下图是主程序的流程图：
 参考源程序及机器代码长按S2定时时长被减一进行修改，修改的数值在数码管上显示，并闪烁两次，当变化到期望的值时，松开按键S2；长按S3可以修改浇水定时时长，但显示的数值只闪烁一次。 四、电路的制作 电路的安装可以在万能板上进行，有条件也可做出印制版。电路的元件清单见下表。
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元件名称 |
型号 |
数量(个) |
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集成电路 |
AT89C51 |
1 |
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集成电路 |
7805 |
1 |
|
数码管 |
共阳极 |
2 |
|
继电器 |
DC5V |
1 |
|
电磁阀 |
AC220V |
1 |
|
变压器 |
6V |
1 |
|
整流二极管 |
4004 |
4 |
|
三极管 |
9013 |
2 |
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发光二极管 |
红色 |
1 |
|
发光二极管 |
绿色 |
1 |
|
按键开关 |
常开 |
3 |
|
保险管 |
0.5A |
1 |
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保险管 |
1A |
1 |
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电阻 |
10KΩ |
1 |
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电阻 |
470Ω |
18 |
|
电阻 |
8.2KΩ |
2 |
|
电阻 |
1KΩ |
3 |
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瓷片电容 |
30P |
2 |
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电解电容 |
200μ/10V |
1 |
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电解电容 |
1000μ/16V |
1 |
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电解电容 |
10μ/10V |
1 |
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晶振 |
12MHz |
1 |
在制作中要保证电源工作的稳定性，滤波电容不要用小容量的进行替代。选用的电磁阀要能与家用出水管匹配，浇水管可以采用PVC管制作，为保证浇水的均匀，在阳台上方放平并按一定间隙钻孔。电路可以方便的进行改造为其它用途的定时控制装置，通过对软件的简单修改来满足需要。
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