用單片機設計制作的定時澆水電路

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

一、電路擬完成的功能
對于電路的基本要求是完成每日定時澆水，考慮到不同的環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間來控制，也可以控制定時時長達到澆水量的改變，初始值定為每24小時澆水20秒，定時初始值和澆水時長由軟件編程決定。此外，電路的設計還應具備以下功能：
(1)能夠在線修改定時時長和澆水時長；
(2)定時和澆水的時長要能夠顯示；
(3)能夠顯示工作狀態表明電路定時的開始。

二、電路的組成
1．芯片的選擇
Atmel公司的AT89C51芯片內部有4KB可編程Flash存儲器，芯片的使用資料多，價格便宜易于購買。芯片4KB的存儲器對于本電路的程序完全夠用；它具有4個I／O口，非常方便的利用I／O口完成數碼管的顯示功能，同時還可以大大簡化編程的難度和降低程序的長度；芯片的掉電保護模式保證掉電后其內部RAM的內容保持不變，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口顯示個位，AT89C51 I／O口的灌電流可以直接驅動數碼管。因此在顯示電路中無須加驅動電路，采用的數碼管為共陽極。定時時間顯示單位為小時，采用倒計時方式，在線修改定時時間采用減一的方式，顯示的數值閃動兩次，最大值設為24小時；澆水時長的單位為秒，定時開始計時時不顯示，當繼電器閉合，澆水開始時倒計時顯示，在線修改澆水時間也采用減一的方式，顯示的數值閃動一次，最大值設為60秒。

兩只發光二極管在每秒輪流閃動一次，表明電路的工作正常。按鍵開關S1為復位鍵；開關S2為修改定時時長按鍵；開關S3為修改澆水時長按鍵。
控制澆水的電磁閥采用交流220V型號；其導通情況由IC的P2.0電平高低決定，當P2.0為低電平時V1和V2截止，繼電器觸電開關K1斷開，電磁閥關閉，當P2.0為高電平時V1和V2導通，繼電器觸電開關K1閉合，電磁閥打開出水；控制繼電器采用5V型號可以簡化電源電路。

三、程序的編寫
程序的編寫采用查詢延時的方式，程序包含有主程序、顯示子程序和延時子程序。下圖是主程序的流程圖：

參考源程序及機器代碼長按S2定時時長被減一進行修改，修改的數值在數碼管上顯示，并閃爍兩次，當變化到期望的值時，松開按鍵S2；長按S3可以修改澆水定時時長，但顯示的數值只閃爍一次。
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定性，濾波電容不要用小容量的進行替代。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，在陽臺上方放平并按一定間隙鉆孔。電路可以方便的進行改造為其它用途的定時控制裝置，通過對軟件的簡單修改來滿足需要。