摘 要本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在大棚土壤湿度控制器系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，经过了STM32微处理器芯片的嵌入以及数个高性能模块电路的搭建，并且通过C语言程序代码的控制，实现了对大棚内土壤湿度的实时准确测量，并且能够根据当前的土壤含水量值的大小迅速制定出浇水计划，使得土壤湿度能够时刻维持在最适合农作物生长的湿度范围内，与此同时当大棚内土壤湿度出现异常时进行明显的报警信号，并且将当前含水量大小显示在液晶屏上供管理者查看。在硬件系统的设计方面，将整个大棚土壤湿度控制器系统划分成了STM32微处理器最小系统电路部分以及LCD1602液晶屏显示子程序、模拟电压采集子程序、有源蜂鸣器子程序、土壤湿度驱动子程序和继电器驱动子程序等部分，而在软件部分则通过主程序以及各个子程序的构建，并且将各个程序流程进行优化和提升，使得软件系统和硬件系统的合理搭配，使得本课题设计的这款大棚土壤湿度控制器系统表现出了优秀的工作效果。
目录
一、 引言 5
（一） 大棚土壤湿度控制器的发展背景 5
（二） 大棚土壤湿度控制器的国内外发展现状 5
（三） 本文主要研究内容 6
二、 大棚土壤湿度控制器的方案设计 7
（一） 系统框图设计 7
（二） 各模块功能设计 7
三、 系统硬件设计 8
（一） 大棚土壤湿度控制器主控电路设计 8
（二） 大棚土壤湿度检测电路设计 9
（三） 系统的液晶显示电路设计 11
（四） 土壤湿度异常报警电路设计 12
（五） 水泵驱动电路设计 13
四、 系统软件设计 15
（一） 大棚土壤湿度控制器的主程序流程设计 15
（二） 液晶显示子程序设计 15
（三） 土壤湿度检测子程序设计 17
（四） 大棚土壤湿度异常报警流程设计 18
（五） 水泵控制子程序流程设计 19
五、 实物制作与安装 20
（一） 实物安装 20
（二） 调试问题总结 21
致 谢 22
总结 23 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072* 

参考文献 24
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
大棚土壤湿度控制器的发展背景
当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，本文将要研究的这款大棚土壤湿度控制器系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对大棚土壤湿度控制器系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。在大棚土壤湿度控制器系统的发展过程中，这种较为常见的控制系统从最简单的内部电路到如今的全数字化控制，这个过程度过了一段较长的时间。早期的大棚土壤湿度控制系统内部主控芯片采用的是4位或者8位的低端主控芯片，这种主控芯片在单位时间内只能够处理非常少量的数据，并且这些芯片大多数采用的是多时钟周期指令，也就是说执行一条指令所用的时间非常多，这就使得对于数据的运算处理能力非常慢，最终导致大棚土壤湿度控制器系统无法实现对外部输入信号较快的响应，所以此时的大棚土壤湿度控制器系统整体性能表现较差，然而这也反映了此时电子技术的发展现状。以微处理器作为主控核心的大棚土壤湿度控制器系统主要应用场合是工业环境，由于工业环境噪声干扰、辐射或者高温高湿等较为突出，所以微处理器等未加防护的微处理器芯片无法正常工作，只有依靠防干扰性能更为强大的PLC控制器来进行控制。其中以等微处理器芯片作为主控核心的大棚土壤湿度控制器系统主要应用场景是一些民用场合或者个人用户，这些用户所处的环境条件较好，没有那么多的环境因素干扰，所以大棚土壤湿度控制器系统对于主控芯片的防干扰性能没有那么高的要求。
大棚土壤湿度控制器的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与大棚土壤湿度控制器系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测大棚土壤湿度控制器系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到大棚土壤湿度控制器系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了大棚土壤湿度控制器系统的发展，与此同时国内的研究小组也没有停下对大棚土壤湿度控制器系统的研究步伐，虽然在大棚土壤湿度控制器系统要实现高性能化还需要借助国外的高性能芯片来作为铺垫，但是国内的相关半导体企业正在加紧研究的步伐，希望能够尽早的研究出自主产权比重比较多的高性能大棚土壤湿度控制器系统。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的大棚土壤湿度控制器系统，经过了多项测试这款大棚土壤湿度控制器系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数大棚土壤湿度控制器系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，实现了对大棚内土壤湿度的实时准确测量，并且能够根据当前的土壤含水量值的大小迅速制定出浇水计划，使得土壤湿度能够时刻维持在最适合农作物生长的湿度范围内，与此同时当大棚内土壤湿度出现异常时进行明显的报警信号，并且将当前含水量大小显示在液晶屏上供管理者查看。
大棚土壤湿度控制器的方案设计
系统框图设计
本大棚土壤湿度控制器系统所要实现的各项功能指标在上文中已经进行了预期设计，现在开始对各个功能指标的实现方法进行设计，如下图中的系统结构框图所示，整个系统将以STM32微处理器作为主控微处理器，通过它的GPIO管脚实现对片外的LCD1602显示电路、模拟电压采集电路、声光报警电路、土壤湿度传感器电路和继电器驱动电路的驱动控制，结构框图中的STM32微处理器芯片、晶振电路以及复位电路三个部分将组成微处理器最小系统电路。
各模块功能设计
框图中最为关键同时也是影响系统工作精度的部分是土壤湿度传感器，本系统采用的这款集成式一体化传感器能够对土壤中的湿度进行连续快速检测，并且通过输出模拟电压值的高低来反映土壤的湿度大小，它所输出的电压值交由后续的A/D模块进行检测转换；A/D模块采用了ADC0832模数转换器芯片，它的功能主要是对土壤湿度传感器输出的模拟电压值进行检测并转换为8位宽度的二进制数字信号进行输出并送入微处理器进行使用；报警器主要以MOSFET放大器和有源蜂鸣器作为核心元件，微处理器能够通过输出高低电平来实现对报警器的发声驱动；按键电路与微处理器之间通过静态扫描方式进行连接驱动，用于用户设置土壤湿度的阀值。

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