用８０５１單片機實現智能澆花

王　峰　馬妍霞

本文介紹如何在家庭或辦公室中實現智能澆灌，并給出具體實現電路。本方案選擇簡單的8051單片機，配以相應的外圍電路完成土壤含水量檢測和澆水控制過程。

系統硬件組成

整個系統由濕度傳感器、液位傳感器、8051單片機、固態繼電器SSR、電磁閥、水箱等組成。

1．控制器電路

控制器電路如圖1所示，芯片選用價格低廉的8051單片機，ADC0809與8051采用查詢方式接口電路。由于ADC0809片內無時鐘，可利用8051提供的地址鎖存允許信號ALE經D觸發器二分頻后獲得。ALE腳的頻率是8051微控制器時鐘頻率的1/6，微控制器時鐘頻率采用6MHz，則ALE引腳的輸出頻率為1MHz，再二分頻后為500kHz，正好符合ADC0809對時鐘頻率的要求。由于ADC0809具有三態鎖存輸出，故其8位數據輸出引腳可直接與數據總線相連。地址譯碼引腳A、B、C分別與地址總線的低三位A0、A1、A2相連，以選通IN0～IN7中的一個通道。將P2.7作為片選信號，在啟動A/D轉換時，由微控制器的寫信號和P2.7控制ADC的地址鎖存和轉換啟動。由于ALE和START連在一起，因此，ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉換。在讀取數據結果時，用微控制器的讀信號和P2.7引腳經一級或非門后，產生的正脈沖作為ENABLE信號，用以打開三態輸出鎖存器。

2.電池電源監控系統

電池電源監控電路如圖2所示。電源采用９V標準電池供電，由8051單片機監測電池供電情況，當電壓低于規定電壓時MAX666C/D的LBO引腳向單片機的P2.6腳輸入高電平驅動報警,表明需要換電池。

3．報警電路

報警電路如圖3所示。8051的P2.5腳輸出矩形波驅動晶體管Q1做開關用，使蜂鳴器輸入矩形波，發出聲音。為了實現缺水和低電壓兩種報警，可以通過編程實現輸入兩種不同頻率的矩形波，發出兩種不同的聲音。

4．工作原理

直接將傳感器探測頭插入待測土壤中，將土壤濕度轉化成相應模擬電壓，將該模擬電壓分別送到ADC0809的8個輸入端， 0#濕度傳感器的模擬電壓輸入通道0，1#濕度傳感器的模擬電壓輸入通道1，依次類推。然后將通道0～7的模擬電壓轉換成數字電壓，按電壓－含水量公式，經過單片機運算，得出實際的土壤含水量值，與要求值比較，如小于要求值則驅動相應電磁閥打開給花盆澆水。

水箱內設置液位傳感器，由8051單片機監測水位變化，水位低于規定值時報警，表明需要加水。

程序流程圖

程序流程圖如圖4所示，單片機初始化后，首先檢測電源電壓是否低于規定值，如低于規定值則報警。然后檢測水箱內水位值是否低于規定水位，若低于規定水位就報警。其后分別依次檢測1#～7#花盆的土壤濕度，如低于要求值，則設計數值，打開電磁閥，開始計數，計數完畢后關閉電磁閥。在本刊的網站(www.eleworld.com)上給出了源程序，供讀者參考。