用單片機(jī)設(shè)計(jì)制作的定時(shí)澆水電路

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

一、電路擬完成的功能
對(duì)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。澆水的量要可以修改，控制的方法可以通過控制澆水的時(shí)間來控制，也可以控制定時(shí)時(shí)長達(dá)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)長由軟件編程決定。此外，電路的設(shè)計(jì)還應(yīng)具備以下功能：
(1)能夠在線修改定時(shí)時(shí)長和澆水時(shí)長；
(2)定時(shí)和澆水的時(shí)長要能夠顯示；
(3)能夠顯示工作狀態(tài)表明電路定時(shí)的開始。

二、電路的組成
1．芯片的選擇
Atmel公司的AT89C51芯片內(nèi)部有4KB可編程Flash存儲(chǔ)器，芯片的使用資料多，價(jià)格便宜易于購買。芯片4KB的存儲(chǔ)器對(duì)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(shù)碼管的顯示功能，同時(shí)還可以大大簡化編程的難度和降低程序的長度；芯片的掉電保護(hù)模式保證掉電后其內(nèi)部RAM的內(nèi)容保持不變，因而電路的芯片選擇采用AT89C51。
2．電路原理
電路原理圖見下圖。

顯示電路由兩位數(shù)碼管完成， 分別接于AT89C51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(qū)動(dòng)數(shù)碼管。因此在顯示電路中無須加驅(qū)動(dòng)電路，采用的數(shù)碼管為共陽極。定時(shí)時(shí)間顯示單位為小時(shí)，采用倒計(jì)時(shí)方式，在線修改定時(shí)時(shí)間采用減一的方式，顯示的數(shù)值閃動(dòng)兩次，最大值設(shè)為24小時(shí)；澆水時(shí)長的單位為秒，定時(shí)開始計(jì)時(shí)時(shí)不顯示，當(dāng)繼電器閉合，澆水開始時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示，在線修改澆水時(shí)間也采用減一的方式，顯示的數(shù)值閃動(dòng)一次，最大值設(shè)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。按鍵開關(guān)S1為復(fù)位鍵；開關(guān)S2為修改定時(shí)時(shí)長按鍵；開關(guān)S3為修改澆水時(shí)長按鍵。
控制澆水的電磁閥采用交流220V型號(hào)；其導(dǎo)通情況由IC的P2.0電平高低決定，當(dāng)P2.0為低電平時(shí)V1和V2截止，繼電器觸電開關(guān)K1斷開，電磁閥關(guān)閉，當(dāng)P2.0為高電平時(shí)V1和V2導(dǎo)通，繼電器觸電開關(guān)K1閉合，電磁閥打開出水；控制繼電器采用5V型號(hào)可以簡化電源電路。

三、程序的編寫
程序的編寫采用查詢延時(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(jī)器代碼長按S2定時(shí)時(shí)長被減一進(jìn)行修改，修改的數(shù)值在數(shù)碼管上顯示，并閃爍兩次，當(dāng)變化到期望的值時(shí)，松開按鍵S2；長按S3可以修改澆水定時(shí)時(shí)長，但顯示的數(shù)值只閃爍一次。
四、電路的制作
電路的安裝可以在萬能板上進(jìn)行，有條件也可做出印制版。電路的元件清單見下表。

在制作中要保證電源工作的穩(wěn)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，在陽臺(tái)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，通過對(duì)軟件的簡單修改來滿足需要。