黃炳超

植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)溫度、空氣、水分及光照等基本要素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高植物的產(chǎn)量及品質(zhì)必須調(diào)節(jié)好這幾大要素。我想通過(guò)一系列試驗(yàn)，證明光照對(duì)植物的生長(zhǎng)能產(chǎn)生直接的影響。

一、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

統(tǒng)一栽培蕎麥種子，發(fā)芽后，挑選高度相同的蕎麥，將其分為三組置于同一房間內(nèi)，放在同樣的紙張上培養(yǎng)，每天保證為三組蕎麥提供相同的水分。

三組蕎麥分別被置于三個(gè)不透光培養(yǎng)箱中。本實(shí)驗(yàn)利用三個(gè)黑色的不透明塑料紙簍作為試驗(yàn)箱，如圖1。試驗(yàn)箱中各有一個(gè)功率為3W的LED燈提供照明。第一組光照時(shí)間為7：00～19：00，第二組光照時(shí)間為8：00～17：00，第三組光照時(shí)間為9：00～15：00。

每天早上7點(diǎn)為三組蕎麥各澆水20ml，每天下午5點(diǎn)再各澆水30ml。每隔一天，于晚上8點(diǎn)記錄每組蕎麥高度的平均值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

二、制作自動(dòng)照明控制裝置

為了精準(zhǔn)控制時(shí)間，節(jié)省人力，我制作了單片機(jī)自動(dòng)時(shí)間控制系統(tǒng)控制燈光。我使用51單片機(jī)作為主控（STC15F2K60S2型號(hào)），為保證時(shí)間準(zhǔn)確，使用DS1302作為RTC時(shí)間模塊，用LCD1602作為液晶顯示屏幕，使用四路繼電器，其中的三路分別控制三個(gè)LED燈光源，四個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)可設(shè)定開(kāi)關(guān)時(shí)間。5V、 25W電源負(fù)責(zé)為整套控制電路以及LED燈供電。

1.電路設(shè)計(jì)

使用單片機(jī)的P2.5、P2.6、P2.7三個(gè)引腳分別模擬SCLK、DIO、CE三個(gè)引腳對(duì)DS1302進(jìn)行通信，使用單片機(jī)的P2.1、P2.2、P2.3作為L(zhǎng)CD1602的RN、RW、RS引腳以及整個(gè)PO口作為并行端口對(duì)LCD1602顯示器進(jìn)行通信。使用單片機(jī)的接口P1.4至P1.7作為四個(gè)按鍵。P2.0、P4.1至P4.4作為繼電器控制端口。

為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，我使用市場(chǎng)上能買(mǎi)到的電路模塊，用標(biāo)準(zhǔn)的洞洞板作為主電路板。

2.操作說(shuō)明

共有四個(gè)按鍵，從左到右分別為主界面（時(shí)+）、設(shè)置（分+）、確認(rèn)、取消。開(kāi)機(jī)后，進(jìn)入主界面，上方分別顯示時(shí)、分、秒，下方顯示目前四路LED燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

在主界面按下“設(shè)置（分+）”按鍵，即可進(jìn)入設(shè)置界面，在此界面點(diǎn)擊主界面（時(shí)+）按鍵即可回到主界面。在設(shè)置界面按下“確認(rèn)”按鍵，即可進(jìn)入時(shí)間設(shè)置，在此界面可通過(guò)點(diǎn)擊主界面（時(shí)+）、設(shè)置（分+）改變時(shí)、分，“確認(rèn)”按鍵應(yīng)用設(shè)置，“取消”按鍵放棄設(shè)置。

在時(shí)間設(shè)置界面無(wú)論是應(yīng)用還是放棄設(shè)置，都會(huì)返回到設(shè)置界面，此時(shí)按主界面（時(shí)+）按鍵即可回到主界面。

3.程序介紹

單片機(jī)的主程序使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，使用MDK μVision 4軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，代碼總量為400行。由于沒(méi)有用到增強(qiáng)型8051的特性，故僅使用REG52.h（本圖中被重命名為STC.h）作為頭文件。

三、預(yù)期結(jié)果

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄蕎麥生長(zhǎng)的高度對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，光照時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，蕎麥的生長(zhǎng)越旺盛，光照時(shí)長(zhǎng)越短，蕎麥的生長(zhǎng)越緩慢。