基于单片机的温室大棚的环境湿度控制

68/68温室大棚环境的湿度监测和操纵问题的研究——基于单片机的湿度检测系统1前言1.1课题背景1.1.1发达国家温室产业的现状温室产业及相关技术在国内外的进展速度专门快。如在荷兰的阿姆斯特丹RAI展览馆每年11月举办一次国际花卉展览会，2003年就有来自世界各国的477个厂商展示了各自的产品和实力。荷兰、日本、以色列、美国、韩国、西班牙、意大利、法国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，温室以大型温室为主。这些高水平大型温室的环境操纵系统能够依照传感器采集室温、叶湿、地湿、室内湿度、土壤含水量、溶液浓度、二氧化碳浓度、风速、风向、以及植物作物生长状态等有关参数，结合作物生长所需最佳条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态。欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室。温室调控技术至今经历了几十年的进展过程。初期是使用仪表对温室设施中的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单操纵，随着传感元件、仪表及执行器技术的进步，逐步进展成为对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数分不进行自动操纵。计算机技术的进展使环境参数的综合操纵成为可能。70年代中期，荷兰、日本、美国、意大利等国家已使用微型计算机操纵植物生长环境。从80年代开始，依照不同作物、不同生长时期及外界环境变化对温室环境进行综合调节操纵的技术得到了快速的进展。目前，在温室操纵技术方面，荷兰、美国、以色列、日本等国较为先进。由于借鉴了工业、航空航天等领域的先进成果，技术水平不断提高，它能依照作物生长的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件的阻碍，在有限的土地上周年地生产蔬菜和鲜花。除了对温室进行监控外，计算机优化环境参数、节能、节水及设施装备的可靠性等专门多方面都取得了专门好的技术成果，并推出了许多新产品。美国开发的冬天保温用的双层充气膜、高压雾化降温加湿系统以及夏季降温用的湿帘降温系统处于世界领先水平；韩国的换气、灌水、二氧化碳浓度操纵等设施比较先进；荷兰的顶面涂层隔热、加热系统、人工补光等方面有较高的水平；以色列的灌溉系统比较先进，室内设施齐全。日本、韩国开发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人。日本开发了育苗移栽、耕耘、施肥移动机器人，可完成多项功能的多功能机器，能在温室内完成各项作业的无人行走车，用于组织培养作用的机器人，柑橘、葡萄收获机器人等。资源相对贫瘠的荷兰温室生产最值得研究。国土面积不大的荷兰差不多成为世界农业进展的典范。1999年一年四季全天候生产的大型温室有1.1万，其中90%为玻璃温室。国外现代温室单位面积的产量高经济效益高，荷兰温室番茄年产量达到60kg/，5000用于种植花卉，花卉产业每天向世界鲜花市场上出口1700万支鲜花和170万盆盆花，鲜花出口占全世界鲜花市场的60%以上，年收入高达110亿美元，占全国农业总产值的35%，经济效益高，成为欧洲的“菜篮子”，“花篮子”。荷兰大量投资与温室相关的基础研究。建立“蔬菜工厂”、“花卉工厂”、“苗木工厂”等用于研究和示范，成为温室业的坚实科研后盾。重视作物生理、产量、品质与环境因子之间的定量关系等方面研究，因而设施内综合环境操纵系统智能化水平高，设施种植技术实现了规范化和标准化。1.1.2国内温室产业的现状及存在的问题改革开放以来，我国的农业生产取得了可喜的成绩，但同时，我国农业进展中存在的问题也越来越凸现出来，假如这些问题得不到解决，将成为严峻制约我国农业可持续进展的瓶颈。首先是我国人口众多。其次是资源短缺。第三是我国农产品成本高，科技含量低，无法形成产业规模。要解决这些问题，全然在于实现我国农业从传统农业向以优质、高效、高产为目的的现代化农业转化。农业环境综合操纵作为农作物优质、高效、高产的手段，是农业现代化的重要标志，随着社会经济的进展，以温室为代表的设施农业将成为现代农业的进展要紧方向之一，成为21世纪最有活力的农业新产业。20世纪50年代末，我国在华北地区曾建筑过屋脊式大型玻璃温室，到60年代初，在东北地区建成1的大型玻璃温室。由于国内设施农业技术比国外落后，必定走一条引进、消化、汲取、创新的路子。1979-1987年，从保加利亚、荷兰、罗马尼亚、美国、日本、意大利等六国，引进现代温室24座，共19.2，分不建筑在北京、黑龙江、广东、江苏、上海、新疆等六省市区，其中60%用于蔬菜生产，40%用于花卉生产。这次较大规模的引进温室，各地都重视了温室本身，但却忽视了对我国气候的有用性和配套的栽培技术，在运动中存在着冬季能耗高、夏季降温困难等问题，经济效益普遍不佳。90年代中期开始，我国现代温室快速进展。“九五”期间，国家科技部将工厂化高效农业示范工程列为国家重大科技产业工程，这是唯一的一项农业产业示范工程项目。由此，又一个大规模引进国外大型现代温室，至1998年，共引进温室175.4,引进的国家有荷兰、法国、以色列、西班牙、美国、日本、韩国以及我国的台湾地区，差不多涵盖了现代温室发达的国家和地区；引进和建设的地点，北起黑龙江，南至海南岛，东起上海，西至新疆，包括了全国所有的省、市、自治区；引进温室的要紧类型包括单屋脊和双屋脊的大型连栋玻璃温室，拱圆形、锯齿形、双层充气和双层结构的塑料膜温室，以及聚碳酸酯板温室等，代表了现代温室的所有类型；引进温室的配套设备包括遮阳、通风、降温、加温、保湿、自动操纵和计算机治理，以及栽培床、活动苗床、喷滴灌和自走喷灌、自走式采摘车、自动化穴盘育苗、水培设备等等，也差不多包括了所有先进的配套设备。这次大规模的引进温室，特不是北京、上海几个示范园区，在引进温室至温室园艺成套设施硬件的同时，还引进了配套品种、栽培技术、专家系统等软件成套技术，以及国外相关专家现场指导。目前，我国是设施园艺栽培面积最大的国家。80年代中后期，随着高效节能日光温室生产技术在东北地区试验成功，就迅速在我国北方进展起来，各级政府把其作为带领农民致富奔小康、培育农村新的经济增长点的重点措施，各级农业科研机构也投入了大量的人力、物力进行节能日光温室建筑及生产技术的专项研究，并取得了重大进展。日光温室进展到今天，已由生产各种反季节蔬菜的生产设施，进展为日光温室园艺设施，进而进展为设施农业，已成为种植业、养殖业和水产业全面进展的新兴产业。据统计，全国节能日光温室面积到2002年底已达到760万亩。随着我国现代温室产业的快速进展，在温室产业的运营中暴露出了一些问题:现代温室治理和种植的人才缺乏，温室种植技术落后，造成了现代温室的功能和优势不能充分发挥。能源消耗大，以现代温室为代表的设施农业生产企业效益低下，导致温室产业出现了滑坡的现象。不同地域的气候环境制约了进口大型温室的适用性，温室不能周年运行。4）计算机操纵水平低。目前国内温室计算机操纵系统与国际选进技术存在专门大差距，商用操纵系统不能满足高效节能有效操纵温室机构运行的要求。1.2国内外温室操纵技术的研究现状现代温室中常见的能自动操纵的调控机构有:顶部通风窗、侧面通风窗、外遮阳帘幕、内遮阳帘幕、轴流通风机、降温湿帘、人工补光灯、二氧化碳施肥器、加热设备、喷雾系统及熏蒸设备。操纵器综合调节各个机构，使系统在运行中节约能源的同时保证室内气候满足植物生长需求。使用的操纵器能够有专门多选择，如单片机、工控机、PLC、通用PC机等。操纵器之间能够通过局域网或现场总线进行信息交换。国内外研究学者对操纵系统和操纵算法做了大量的研究。1.2.1国外温室操纵技术的研究现状西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。1949年，借助于工程技术的进展，美国建成了第一个植物人工气候室，开展了植物对自然环境的适应性和抗御能力的基础及应用研究。20世纪60年代，生产型的高级温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂，70年代后荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛进展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。随着计算机技术的进步和智能操纵理论的进展，近百年来，温室大棚作为设施农业的重要组成部分，其自动操纵和治理技术不断得以提高，在世界各地都得到了长足的进展。特不是二十世纪70年代电子技术的迅猛进展和微型计算机的出现，更使温室大棚环境操纵技术产生了革命性的变化。80年代，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室操纵要求的提高，以微机为核心的温室综合环境操纵系统，在欧美得到了长足的进展，并迈入了网络化，智能化时期。目前，国外现代化温室的内部设施己经进展到比较完备的程度，并形成了一定的标准。温室内的各环境因子大多由计算机集中操纵，检测传感器也较为齐全，如温室内外的温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度、营养液浓度等，由传感器的检测差不多上能够实现对各个执行机构的自动操纵，如无级调节的天窗通风系统，湿帘与风扇配套的降温系统，由热水锅炉或热风机组成的加温系统，可定时喷灌或滴灌的灌溉系统，二氧化碳施肥系统，以及适用于温室作业的农业机械等。计算机对这些系统的操纵己经不是简单的、独立的、静态的直接数字操纵，而是基于环境模型上的监督操纵，以及基于专家系统上的人工智能操纵，一些国家在实现自动化的基础上正在向着完全自动化、无人化的方向进展。1.2.2国内温室操纵技术的研究现状我国温室产业起步比较晚。自70年代末起，我国先后从日本、美国、荷兰和保加利亚等国引进了40套左右的现代化温室成套设备。尽管这些温室技术领先、设备先进，但在我国的使用过程中还存在较严峻问题，要紧有以下几点:引进价格高，运行经济效益差;技术要求过高，要求经营者既要明白农业技术，熟悉英文，还要掌握电脑操作和机械运营和维护;运营模式没有与中国的实际结合起来，不适合于我国的气候特征。因此，研究开发符合我国国情、产生明显经济效益并适用于大范围推广应用的自动操纵温室系统己经迫在眉睫。基于以上的种种缘故，我国的农业工程技术人员在汲取发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度、光照等单因子操纵技术的研究，并逐步推出既适宜我国经济进展水平又能满足不同生态气候条件要求的温室操纵系统。1.3温室环境湿度要求及湿度对温室环境的重要性1.3.1温室环境中的湿度要求不同的作物对空气的湿度也有不同的要求。针对温室中所种植的作物的特性，操纵系统应当操纵相应的湿度，满足作物的要求。在温室中种植作物，湿度是一个重要的环境因素，湿度包括空气的相对湿度与土壤、基质的湿度。温度除了对植物水分关系和光合作用的阻碍之外，对几种叶部病害的传染也产生重要的阻碍。其缘故为植物生长发育需要较高的蒸腾率，因此，叶面与空气间的水势梯度应当足够大。通常，白天温度下空气相对湿度为60%，夜间温度下85%较适宜。白天相对湿度太低会导致水量不适宜，又能满足蒸腾率需求，从而可能会导致作物凋萎，气孔关闭，光合作用降低。如相对湿度太高（大于90%），许多作物会因此导致吸肥不足，使落花率提高。湿度大，还会引起许多叶部病害，如叶霉病在北方地区温室中9、10月份及5、6月份常发生，确实是由于现在气温降低，空气相对湿度增大。在温室内要保持花卉适当的湿度，防止湿度过高或过低，此外，还要保持花卉充足的水分，维持空气中相对湿度和土壤基质中水分的协调。相对温室而言，空气湿度大，温室内空气的绝对湿度和相对湿度一般大于露点。产生湿度大的缘故要紧是设施属于准封闭系统，室内外的空气交换受到抑制，特不是严寒季节的夜晚，为了保温而不通风，常出现90%—100%的高湿环境；设施内壁面、屋面、窗帘内面结露滴在作物体上，形成水滴；作物本身的结露、吐水等；白天室内温度高、土壤蒸发和作物蒸腾大而水汽又不易逸散；室内雾霭的发生，散落在作物体上。

设施内相对湿度的变化大，尤其是塑料温室，其变幅可达到20%—40%。湿度的昼夜变化，与气温的日变化呈相反的趋势。在夜间，室内维持较高的湿度，有时湿空气遇冷后凝聚成水滴附着在薄膜或玻璃的内表面上，或出现雾霭。日出后，室内温度升高，温度逐渐下降。设施内空气湿度的日变化受天气、加和气通风换气量的阻碍，阴天或灌水后的湿度几乎都在90%以上。同时，还与设施的大小、结构、土壤的干湿等有关。设施内的蒸腾量与蒸发量均为陆地的70%左右，甚至更小。据测定，太阳辐射较强时，平均日蒸散量为2-3mm,可见设施农业是一种节水型农业生产方式。设施内的水分收支状况决定了土壤湿度，而土壤湿度直接阻碍到作物根系对水分、养分的汲取，进而阻碍到作物的生育和产量品质。设施内空气湿度的大小是水分多少的反映。水分不足，阻碍了作物细胞分离或生长，因而阻碍了干物质增长和分配，阻碍了作物的产量和品质。当植物内水分严峻不足时，可导致气孔关闭，阻碍二氧化碳交换，使光合作用显著下降。通常，多数蔬菜作物光合作用的适宜的空气相对湿度为60%—85%,低于40%或高于90%时，光合作用会受到阻碍，从而使生长发育受到不良阻碍。因此对温室生产过程中空气湿度的监测和调控，对农业生产具有现实的意义。

1.3.2温室对花卉生产的重要性早为栽培者所熟知，使用温室栽培花卉，不仅能够有效地操纵温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等环境因素，生产优质的花卉产品，还能够打破花卉生长的季节限制，达到周年生产、供应鲜花。另外，关于那些不适宜本地栽培的花卉，也能够利用温室设施制造适宜的环境条件，进行引种和培育。使用各种环控设备齐全的现代化温室，能够维持温室内部良好的微气候环境，使花卉生长良好，具有较高品质。以色列便是因其先进的温室设施及喷、滴灌技术，使得外销花卉产品具有较高的市场竞争力。现在，温室设施在人类经济生活中的作用和地位越来越明显，以哥伦比亚的玫瑰为例，由于每年冬季有两个多月时刻大气温度太低，夏天又偶有温度太高的时段。往往造成全年在这两个时段玫瑰生产的缺口。虽已有二十余年的栽培经验，但由于玫瑰花品质与产量的不稳定，此段季节的市场逐渐被厄瓜多尔夺取，因此哥伦比亚不得不重视进展设施种植，不断研发新型温室及配套设施。再以国际盆栽花卉为例，不管是气候严寒的北美国家加拿大、美国或者北欧国家丹麦、挪威，依旧气候温暖的中南美国家哥伦比亚、墨西哥，以及非洲国家肯尼亚、津巴布韦，甚至还有东南亚的日本、韩国等，为了猎取较高的经济效益，都广泛采纳温室设施来生产商品花卉。能够讲，进展花卉产业，温室已成为先决条件，没有先进的温室设施就专门难生产出优质的盆栽花卉。回忆我国花卉产业的进展历程也能够清晰地看出其与设施农业的紧密联系，花卉产业迅速崛起的二十年，正是我国温室行业迅速进展的二十年。我国北方花卉业的兴起，正好印证现代温室技术关于花卉生产的重要性。也正是温室的广泛推广，才使得年销花不再是广东人的专利，而成为全国范围内的花卉销售时刻概念，更是在特定时刻内为宽敞花卉经销商提供了无限商机，使花香四季不绝。因此，要更好的进展花卉产业，不仅要依靠科技的进步，治理水平的提高，还必须专门好地依靠和利用温室设施。2温室大棚内重要参数的调节与操纵2.1温度的调节与操纵与其他环境因子比较，温度是设施栽培中相对容易调节操纵的环境因子。温室内温度的调节和操纵包括保温、加和气降温3种。温度调控要求达到能维持适宜于作物生育的设定温度。温度的空间分布均匀，时刻变化平缓。（1）保温，为了提高大棚的保温能力，常采纳各种保温覆盖。具体方法确实是增加保温覆盖的层数，采纳隔热性能好的保温覆盖材料，以提高设施的气密性。（2）加温，我国传统的单屋面温室，大多采纳炉灶煤火加温，近年来也有采纳锅炉水暖加温或地热水暖加温的。大型连栋温室和花卉温室，则多采纳集中供暖方式的水暖加温，也有部分采纳热水或蒸汽转换成热风的采暖方式。（3）降温，爱护设施内降温最简单的途径是通风，但在温度过高，依靠自然通风不能满足作物生育要求时，必须进行人工降温。降温包括遮光降温法、屋面流水降温法、蒸发冷却法及强制通风法。遮光降温法是一种在室外与温室屋顶部相距40cm处张挂遮光幕，对温室降温专门有效。另一种在室内挂遮光幕，降温效果比挂在室外差；屋面流水降温法采纳时须考虑安装成本，清除玻璃表面的水垢污染问题；蒸发冷却法使空气先通过水的蒸发冷却降温后再送入室内，达到降温目的。蒸发冷却法有湿帘—风机降温法、细雾降温法、屋顶喷雾法。2.2湿度的调节与操纵土壤湿度要与空气相对湿度协调一致才能达到温室湿度的有效操纵，湿度调控范围一般在60%RH—80%RH，精度为±5%。湿度的调控阻碍温度，要求湿度与温度的调控需按一定的程序进行。常用的湿度调节方式是加湿和去湿。（1）加湿，一般常用的方法是水喷雾法和蒸汽加湿。水喷雾法采纳双位或多位操纵来实现；蒸汽加湿则采纳电极加湿器或浇蒸加湿器实现。（2）去湿，在温室中去湿常用以下三种方式：加热操纵法、吸附法—化学除湿器、排湿换气。在湿度的调节系统中，温室内的加湿和去湿则由温室内的调节部件完成，这些部件有天窗、侧窗、湿帘、风机等。2.3温度、湿度之间的耦合温度与湿度之间有一定的耦合关系，对一个因子的操纵常会带来另一个因子的变化。在冬季温室环境操纵中，默认为温度操纵优先的原则，在温度条件满足后，再来满足湿度条件。如温度过低、湿度过大的情况下，以加温为主导，只有当温度上升到一定值后，才能通风降湿，另一方面，温度提高本身能够使相对湿度降低。在夏季降温加湿的过程中，采纳以湿度优先的原则。当湿度过小时，开启蒸发降温加湿装置。而当温度过高需要启动蒸发降温执行机构时，必须先检测室内的相对湿度，只有湿度低于某一设定范围时，才能启动蒸发装置。3温室自动操纵系统的种类从操纵器类型来划分，要紧有以下几种温室自动操纵系统:1.基于电路操纵的温室自动操纵系统。该系统是采纳集成电路及附设电路对湿度操纵的。从功能模块上来分有：电源电路，振荡电路，湿度检测电路，操纵电路组成。图1基于电路操纵的温室自动操纵系统Figure1Thegreenhouseautomaticcontrolsystembasedoncircuit2.基于单片机操纵的的温室自动操纵系统。

该电路系统要紧由操纵电路、湿度测量电路、接口电路、显示电路和键盘组成，如下图所示。其中，操纵电路采纳AT89C51单片机以及外围元件构成，要紧完成定时、湿度频率数据采集、数据处理和结果显示等任务。湿度测量电路实现环境湿度与频率的转换，其输出信号的频率与湿度单值对应。接口电路要紧完成输出频率信号的整形、电平匹配等，送入单片机的定时／计数器T1。T1工作于计数器方式，定时记录脉冲数并存入内存缓冲区。

图2基于单片机操纵的温室自动操纵系统Figure2Thegreenhouseautomaticcontrolsystembasedonsingle-chipcomputer基于PLC操纵的的温室自动操纵系统。图3基于PLC操纵的温室自动操纵系统Figure3ThegreenhouseautomaticcontrolsystembasedonPLC该温室操纵系统是利用PLC把传感器采集的有关参数(如温度、湿度)转换为数字信号,并把这些数据暂存起来,与给定值进行比较,经一定的操纵算法后,给出相应的操纵信号进行操纵。传感器把与生物有关的参量(温度、湿度等)转换为电压信号,经运算放大器组成的信号处理电路变换成压频转换器(V/F)需要的电压信号。其中温度传感器的输出电流与绝对温度成正比,且具有温度响应快、线性度好及高阻抗电流输出等特点,适于长距离传输,可把-5～55℃4基于单片机操纵的温室大棚湿度检测系统的研究方案设计4.1该系统设计内容本系统以单片机为核心，配以湿度传感器模块、A/D转换电路、显示电路、报警电路。要紧实现以下功能：通过湿度传感器模块对环境的湿度进行数据采集；通过单片机对采样的数据进行处理；当环境湿度低于或高于设置湿度时启动报警。4.2本系统的电路组成及工作原理

4.2.1系统的电路组成本系统通过HM1500采集湿度，通过含有单片机的检测系统的进一步分析处理，用户能够通过单片机键盘输入湿度的上下限值和预置值，从而实现大棚内作物生长的操纵。假如环境的实时参数超越上下限值，系统自动报警并启动执行机构调节大棚内湿度状态，直到湿度状态处于上下限值内为止。假如有预置初值，且与当前状态不相等时，系统也会报警并启动执行机构实时动态调节湿度状态，直到所处的平衡状态与预置值相等为止。系统原理图如图4所示。图4基于单片机的温室大棚湿度测量系统原理图Figure4ThegreenhousehumiditymeasurementsystemschematicbasedonSCM4.2.2湿度检测的原理本系统通过单片机AT89C51及其各种接口电路来实现湿度的检测。其工作原理是:湿度传感器HM1500线性输出电压，再由A/D转换器把模拟电压信号转换为数字信号并送入到单片机中，单片机对采集到的信号进行滤波处理并通过查表得到实际测量的湿度值，之后通过单片机的各外部接口电路显示该湿度值。4.3各部分电路的选择与设计4.3.14.3.1.1单片微型计算机简称单片机，它是把微型计算机的各个功能部件，即中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计时器及I/O接口电路等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。4.3.1.2单片机是将CPU、存储器、定时/计数器、I/O接口电路和必要的外设集成在一块芯片上，构成一个既小巧又完善的计算机硬件系统，可实现微型计算机的差不多功能，因此早期称为单片微型计算机，简称单片机。随着科学技术的进展，单片机芯片内扩展了各种操纵功能，现今的单片机集成了许多面向测控对象的接口电路，差不多突破了微型计算机的传统内容，国际上逐渐采纳微操纵器来代替。因此在国内“单片机”一词已约定俗成，故仍接着沿用。4.3.1.2.1自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台8位单片机F8以来，单片机就以惊人的速度在进展，各公司竞相推出自己的产品，各种新、高性能单片机不断涌现。迄今为止，单片机的进展要紧可分为以下四个时期。第一时期（1974-1978年）：初级单片机时期。以Intel公司的MCS-48为代表，那个系列的单片机在片内集成了8位CPU、并行I/O口、8位定时/计数器、RAM等，无串行I/O口，寻址范围小于4KB。第二时期（1978-1982年）：高性能8位机时期。那个时期的单片机均带有串行I/O口，具有多级中断处理系统，定时/计数器为16位，片内RAM和ROM容量相对增大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换接口。这类单片机的典型代表有Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801系列和公司的Z8系列等。这类单片机的应用领域极其广泛，其结构和性能还在不断地改进和进展。第三时期（1982-1990年）：8位单片机巩固、完善及16位单片机推出时期。在现在期，一方面不断完善高档8位机，改善其结构以满足不同用户的需要；另一方面进展16位单片机及专用单片机。16位单片机工艺先进、集成度高、内部功能强，而且同意用户采纳面向工业操纵的语言，如Intel公司的MCS-96系列单片机。第四时期（1990年-现今）：单片机全面进展时期。继16位单片机出现不久，几大公司先后推出了代表当前最高性能和技术水平的32位单片机系列。32位单片机具有极高的集成度，CPU可与其他微操纵器兼容，指令系统进一步优化，运算速度可动态改变，具有强大的中断操纵系统、同步/异步通信操纵系统。这类单片机要紧应用于汽车、航空航天、高级机器人、军事装备等方面，它代表着单片机进展的高新技术水平。4.3.1.2.2单片机的进展趋势将是大容量、高性能化、低功耗化、外围电路内装化等。为满足不同用户的需求，各公司竞相推出能满足不同需要的产品。a高性能化高性能化要紧是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统操纵的可靠性，并加强了位处理功能、中断和定时操纵功能；采纳流水线结构，指令以队列形式出现在CPU中，从而有专门高的运算速度，尤其适合于作数字信号处理用，这类单片机的运算速度比标准的单片机高出10倍以上；采纳串行总线结构，从而大大减少了单片机的引线，降低了单片机的成本。b存储大容量化运用新的工艺可使内部存储器大容量化，得以存储较大型的应用程序，如此可适应一些复杂操纵的要求。当今单片机的寻址能力早已突破早期的64KB限制，内部ROM容量可达64KB，RAM容量可达2MB，今后还将接着扩大。c外围电路内装化随着集成度的不断提高，能够把众多的外围功能器件集成在片内。除了一般必须具有的ROM、RAM、定时/计数器、中断系统外，随着单片机档次的提高，以适应检测、操纵功能更高的要求，片内集成的部件还有DMA操纵器、中断操纵器、锁相环、频率合成器、声音发生器、CRT操纵器和译码驱动器等。d片内I/O口的改进大多数单片机I/O引脚输出的差不多上微弱电信号，驱动能力较弱，需增加外部驱动电路以驱动外围设备。现在增加并行口的驱动能力，如此可减少外部驱动芯片，有些单片机能够直接输出大电流和高电压，不需额外驱动模块即可驱动外围设备。为进一步加快I/O口的传输速度，有的单片机设置了高速I/O口，能以更快的速度触发外部设备，也能以更快的速度读取外部数据。e低功耗化、宽电压现在的单片机差不多都采纳了CMOS（互补金属氧化物）化，其特点是功耗低，而CHMOS工艺是CMOS和HMOS（高密度、高速度MOS）工艺的结合，同时具备了高速和低功耗的特点；不断采纳的新工艺使功耗从级降到µW，甚至1µW以下。工作电压在2—6V范围内均能正常运行。4.3.1.3单片机具有结构简单、操纵功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点，在许多行业都得到了广泛应用。在航空航天、地质、石油、冶金、采矿、机械、电子等诸多领域，单片机都发挥了巨大作用。4.3.1.3.1单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。单片机应用在检测、操纵领域中，具有以下特点。a单片机具有体积小、操纵功能强、成本低等特点，可特不方便地嵌入到各种应用场合，组装各种智能式操纵设备和仪器，做到机、电、仪一体化。b可靠性好，适用温度范围宽，芯片本身是按工业测控环境要求设计的，能适应各种恶劣的环境，这是其他机种无法比拟的，且程序指令、表格数据等可固化在ROM中，不易被破坏。c易于扩展，专门容易构成各种规模的应用系统。片内具有计算机正常运行所必需的部件，芯片外部有许多供扩展用得三级总线及并行、串行I/O口，为应用系统的设计和生产带来极大方便。d低电压、低功耗：单片机广泛应用于便携式产品和家电消费类产品。对此类产品，低电压、低功耗尤为重要。许多单片机可在2.2V电压以下工作。目前，0.8V供电的单片机问世，工作电流为µA级，一粒纽扣电池就可使单片机长期运行。e能够方便地实现多机和分布式操纵，从而使整个操纵系统的效率和可靠性大为提高。4.3.1.3.2单片机的应用范围专门广，依照使用情况大致可分为以下几类。a在智能仪器仪表中的应用单片机应用于各种仪器仪表中，使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，使功能大大提高，如周密数字温度计、智能电度表、智能流速仪、微机多功能pH测试纸等。b在工业操纵中的应用用单片机能够构成各种工业操纵系统、自适应操纵系统、数据采集系统等，如MCS-51单片机操纵电镀生产线、温度人工气候操纵、报警系统操纵等。在军事工业中，单片机可用于导弹操纵、鱼雷制导操纵、智能武器装置及航天导航系统等。c在计算机网络与通信技术中的应用单片机具有通信接口，为单片机在计算机网络与应通信设备中的应用提供了良好的条件。例如，MCS系列单片机操纵的串行自动呼叫应答系统、列车无线通信系统、无线遥控系统等。d在日常生活及家电中的应用目前，各种家用电器已普遍采纳单片机操纵取代传统的操纵电路，如洗衣机、电冰箱、空调、微波炉、电饭煲及其他视频音像设备的操纵器，各类信号指示、手机通信、电子玩具、智能楼宇及防盗系统等。e在办公自动化领域的应用现代办公室使用的大量通信、信息产品多数采纳了单片机，如通用计算机系统中的键盘译码、磁盘驱动、打印机、绘图仪、复印机和传真机等。f在汽车电子与航空航天电子系统中的应用在汽车工业中，可用于点火操纵、变速器操纵、防滑刹车操纵、排气操纵及自动驾驶系统等；在航空航天中，可用于集中显示系统、动力检测操纵系统、通信系统及动态监视器等。

4.3.1.4本系统选择AT89C51单片机，它是一种带4KB闪耀可编程可擦除只读存储器、高性能的CMOS8位微处理器，具有软件编程灵活、自由度大、性价比高的特点。AT89C51芯片时钟可达12MHz，运算速度快，操纵功能完善。4.3.1.4.1AT89CAT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器能够反复擦除1000次。该器件采纳ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪耀存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微操纵器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为专门多嵌入式操纵系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。4.3.1.4.2AT89C51的·与MCS-51兼容·4K字节可编程FLASH存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时刻：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路4.3.1.4.3AT89C51的特性概述AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但同意RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统接着工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。4.3.1.4.4AT89C图5AT89C51的管脚讲明Figure5AT89C51pindescriptionVCC:供电电压GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可汲取8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它能够被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，现在P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平常，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”P3口也可作为AT89C51的一些专门功能口，如表1所示：表1P3各端口引脚与复用功能表Table1P3portpinsandmultiplexingfunctiontable管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪耀编程和编程校验接收一些操纵信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平常刻。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存同意的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平常，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跃过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。现在，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。假如微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平常，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平常，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。4.3.2电源电路是给电子设备提供必要的电源能量的电路，就输入和输出而言，在集成电路中要紧使用的是由交流(AC)220V，50/60Hz的市电转换成直流电。该部分电路由降压、整流、滤波、稳压四部分组成，其电路图如图6所示。

图6电源操纵电路Figure6Powercontrolcircuit4.3.3湿度传感器

那个地点，湿度传感器采纳美国公司生产的HM1500/HM1520，它是电压输出型集成湿度传感器，它是将湿敏电容与湿度信号处理器集成在一个模块内封装而形成的。有GND，VCC(+5V电源端)、Vo(电压输出端)3个引脚，输出阻抗为70Ω，适合与ADC单片机相连。由于集成度高，不需外围元件，使用专门方便。该器件具有以下特点。①内部包含由HS1101型湿敏电容构成的桥式振荡器、低通滤波器和放大器，能输出与相对湿度成线性关系的直流电压信号。②HM1500是通用型产品，测湿范围在0～100％RH，输出电压为1～4V，相对湿度为55％时的标称输出电压为2.48V，其测量精度为±3％RH，灵敏度为+25mV／RH，温度系数为+0.1％RH／℃，响应时刻为10s。

③HM1520是专门用于测量低湿度的产品，测湿范围为0～20％RH适用于微量水分环境条件下的湿度检测。输出电压为1～1.6V，相对湿度为55％时的标称输出电压为1.24V。其测量精度为±2％RH，灵敏度为+26mV／RH，温度系数小于0.1％RH／℃，响应时刻为5s。HM1520属于比例输出式，其输出电压与电源电压成正比。④稳定性较好，长期稳定性为0.5％RH／年。⑤抗腐蚀能力强，有良好的互换性。⑥工作电压范围为4.75～5.25V，典型值为5V。⑦工作电流为0.4mV，漏电流不大于300µA。⑧工作温度范围为－30℃～+60HM1500/HM1520的外形如图7所示，湿敏电容位于传感器的前部。图7HM1500/HM1520的外形Figure7TheshapeofHM1500/HM1520HM1500/HM1520的工作原理框图如图8所示。湿敏电容HS1101作为湿度传感器接入桥式振荡电路，当湿度发生变化时，HS1101的电容量随之发生变化，使得振荡电路的频率也随之改变，通过整流滤波器和放大器，即可输出与相对湿度成线性关系的电压线号。图8HM1500/HM1520的工作原理框图Figure8TheschematicblockdiagramofHM1500/HM1520输出电压与相对湿度的对应关系见表2和表3所示。表2HM1500的与RH的对应关系（=+23℃)Table2ThecorrespondingrelationsbetweeninHM1500andRH(equals+23°C)RH(％)RH(％)RH(％)101.325402.110702.860151.465452.235752.990201.600502.360803.125251.735552.480853.260301.860602.605903.405351.990652.730953.555其中，HM1500的与RH的对应关系计算式：表3HM1520的与RH的对应关系（=+23℃)Table3ThecorrespondingrelationsbetweeninHM1520andRH(equals+23°C)RH(％)RH(％)RH(％)0—71.166141.34611.01381.192151.37121.03891.217161.39731.064101.243171.42241.089111.269181.44851.115121.294191.47461.141131.320201.499其中，HM1520的与RH的对应关系计算式： 4.3.4对输入电压范围要求为0～5V，HM1500的电压输出范围在1～4V，因此电路中不需要设置放大电路。4.3.4.1ADC0809要紧特性1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2）具有转换起停操纵端。3）转换时刻为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时）4）单个+5V电源供电5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40～+85摄氏度7）低功耗，约15mW。4.3.4.2ADC0809内部结构ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图9所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑操纵和定时电路组成。图9ADC0809的内部结构Figure9TheinternalstructureoftheADC08094.3.4.3ADC0809外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采纳双列直插式封装，如图10所示。下面讲明各引脚功能。图10ADC0809的外部特性Figure10TheexternalfeaturesoftheADC0809IN0～IN7：8路模拟量输入端。2-1～2-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。具体选择见表4。ALE：地址锁存同意信号，输入，高电平有效。START：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。EOC：A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出同意信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。：电源，单一+5V。GND：地。表4ADC0809通道选择表Table4ThechannelselectiontableofADC0809地址码对应的输入通道地址码对应的输入通道CBACBA000000110101IN0IN1IN2IN3111100110101IN4IN5IN6IN74.3.4.4首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，那个信号可用作中断申请。当OE输入高电平常，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。转换数据的传送A/D转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认A/D转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采纳下述三种方式。（1）定时传送方式关于一种A/D转换器来讲，转换时刻作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809转换时刻为128μs，相当于6MHz的MCS-51单片机共64个机器周期。可据此设计一个延时子程序，A/D转换启动后即调用此子程序，延迟时刻一到，转换确信差不多完成了，接着就可进行数据传送。（2）查询方式A/D转换芯片有表明转换完成的状态信号，例如ADC0809的EOC端。因此能够用查询方式，测试EOC的状态，即可确认转换是否完成，并接着进行数据传送。（3）中断方式把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接收。4.3.4.5ADC0809与AT89CADC0809与AT89C51连接可采纳查询方式，也可采纳中断方式。图11为中断方式连接电路图。由于ADC0809片内有三态输出锁存器，因此可直接与89C51接口。那个地点将ADC0809作为一个外部扩展并行I/O口，采纳线选法寻址。由P2.7和联合操纵启动转换信号端（START）和ALE端，低3位地址线加到ADC0809的ADDA、ADDB和ADDC端，因此，选中ADC0809的IN0通道的地址为7FF8H。启动ADC0809的工作过程是：先送通道号地址到ADDA、ADDB和ADDC；由ALE信号锁存通道号地址后，让START有效；启动A/D转换，即执行一条“MOVX@DPTR,A”指令产生信号，使ALE和START有效；锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，申请中断。在中断服务程序中，“MOVXA,@DPTR”指令产生信号,使ENABLE端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据便读入到CPU中。ADC0809的时钟取自89C51的ALE信号（接COCLK端）。当A/D转换完毕，89C51读取转换后的数字量时，须使用“MOVXA,@DPTR”指令。在图12所示的接口电路中，ADC0809与片外RAM统一编址。图11ADC0809与C51连接图Figure11TheconnectiondiagramofADC0809andC514.3.5该系统时钟由PHLIPS公司生产的低功耗CMOS实时时钟/日历芯片PCF8563提供，该芯片是一款工业级内含I2C总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片。PCF8563的多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能能完成各种复杂的定时服务。甚至可为单片机提供看门狗功能。是一款性价比极高的时钟芯片，它已被广泛用于电表、水表、气表、电话、传真机、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。内部时钟电路内部振荡电路内部低电压检测电路(1.0V)以及两线制I2C总线通讯方式，不但使外围电路极其简洁，而且也增加了芯片的可靠性。为了使单片机在将湿度值提供给显示器显示的同时能将转换后的数据存入外部数据区供批处理打印和主系统共享或以备传输和处理之用，在电路中还扩展了一片16K的ATMEL公司的E2PROM存储卡——AT24C16。单片机将数据采集处理后，读取PCF8563的时刻数据与采集到的数据一同存储到AT24C16中。4.3.5.1PCF8563简介PCF8563有16个8位寄存器，其中包括：可自动增量的地址寄存器、内置32.768kHz的振荡器（带有一个内部集成电容）、分频器（用于给实时时钟RTC提供源时钟）、可编程时钟输出、定时器、报警器、掉电检测器和400kHz的I2C总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器，但不是所有位都有用。当一个RTC寄存器被读时，所有计数器的内容将被锁存，因此，在传送条件下，能够禁止对时钟/日历芯片的错读。其要紧特性有：宽电压范围1.0～5.5V，复位电压标准值=0.9V。2、超低功耗：典型值为0.25uA(VDD=3.0V,=25℃)。3、可编程时钟输出频率为：32.768KHz、1024Hz、32Hz、1Hz。4、四种报警功能和定时器功能。5、内含复位电路、振荡器电容和掉电检测电路。6、开漏中断输出。7、400kHzI2C总线(VDD=1.8～5.5V)，其从地址读0A3H;写0A2H。4.3.5.2PCF8563图12PCF8563的引脚结构Figure12ThepinstructureofthePCF8563表5PCF8563的引脚讲明Table5ThepindescriptionofthePCF8563符号管脚号描述OSCI1振荡器输入OSCO2振荡器输出3中断输出（开漏：低电平有效）4地SDA5串行数据I/OSCL6串行时钟输入CLKOUT7时钟输出（开漏）8正电源4.3.6显示电路4.3.6.1MAX7219的①10MHz连续串行口②独立的LED段操纵③数字的译码与非译码选择④150μA的低功耗关闭模式⑤亮度的数字和模拟操纵⑥高电压中断显示⑦共阴极LED显示驱动⑧限制回转电流的段驱动来减少EMI（MAX7221）⑨SPI,QSPI,MICROWIRE串行接口（MAX7221）⑩24脚的DIP和SO封装4.3.6.2图13MAX7219的管脚结构Figure13ThepinstructureoftheMAX72191DIN串行数据输入端口。在时钟上升沿时数据被载入内部的16位寄存器。2,3,5，6,7，8,10,11DIG0–DIG7八个数据驱动线路置显示器共阴极为低电平。关闭时7219此管脚输出高电平，7221呈现高阻抗。4,9GND地线（4脚和9脚必须同时接地）12LOAD(MAX7219)载入数据。连续数据的后16位在LOAD端的上升沿时被锁定。CS(MAX7221)片选端。该端为低电平常串行数据被载入移位寄存器。连续数据的后16位在CS端的上升沿时被锁定。13CLK时钟序列输入端。最大速率为10MHz。在时钟的上升沿，数据移入内部移位寄存器。下降沿时，数据从DOUT端输出。对MAX7221来讲，只有当CS端为低电平常时钟输入才有效。14-17,20-23SEG7段和小数点驱动，为显示器提供电流。当一个段（A–SEGG）驱动关闭时，7219的此端呈低电平，7221呈现高阻抗。18SET通过一个电阻连接到VDD来提高段电流。24DOUT串行数据输出端口，从DIN输入的数据在16.5个时钟周期后在此端有效。当使用多个MAX7219/MAX7221时用此端方便扩展。4.3.6.3MAX7219与51单片机的连接图MAX7219与51单片机串行接口连接图如图14所示。MCS-51单片机串行口工作于方式0，通过RXD(P3．0)引脚发送／接收串行数据，通过TXD(P3．1)引脚发送移位时钟脉冲。发送顺序为低位在前高位在后，与MAX7219的接收相反。图14MAX7219与C51连接图Figure14TheconnectiondiagramofMAX7219andC514.3.7压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，因此，能够使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动，如图15所示。图15湿度报警器电路Figure15Humidityalarmcircuit在图15中，驱动器的输入端接89C51的P1.0。当P1.0输出高电平1时，7406的输出为低电平0，使压电蜂鸣器引线获得将近5V的直流电压，而产生蜂鸣音。当P1.0输出低电平0时，7406的输出端升高到约+5V，压电蜂鸣器两引线间的直流电压降至接近0V，发声停止。5软件设计5.1程序流程图

检测电路的软件部分采纳模块化程序设计，系统各个模块的具体功能差不多上通过子程序调用实现的，要紧包括数据采集子程序、显示子程序、报警子程序等模块，主程序流程图如图16所示。图16主程序流程图Figure16Themainprogramflowchart系统的初始化包括对A／D转换器的初始化、MAX7219的初始化等。ADC0809的初始化使ST和OE全部为低电平。MAX7219初始化时将5个工作状态寄存器，即译码方式选择、亮度调节、扫描位数设定、待机开关和显示器检测全部为零。

数据采集部分的子程序设计是单片机对A／D转换器ADC0809的操作。驱动ADC0809的IN1进行A／D转换，单片机接收转换好的数据，存入指定内存单元，由INT1中断服务程序完成。每次驱动A／D转换后等待外部中断1，中断到来讲明A／D转换差不多完成，通过中断服务程序读取转换得到的数据。

显示子程序是指单片机通过中断方式对MAX7219的操纵，传送16位数据的地址位和数据位。它还包括对串行方式的设置、显示缓冲单元和各操纵寄存器的地址码及数据单元的分配等。

5.2程序5.2.1数据采样程序采样依次存放在片内数据存储器A0H-A7H单元，ADC0809的8个通道地址为7FF8H-7FFFH。主程序：ORG0LJMPMAINORG13H；外部中断1入口LJMPINT1SORG0100H；主程序MAIN:MOVR0，#0A0H；数据暂存区首址MOVR2，#08H；8路计数初值SETBIT1；脉冲触发方式SETBEA；开中断SETBEX1；开外部中断1MOVDPTR,#7FF8H；指向0809首地址MOVX@DPTR,A；启动A/D转换HERE:SJMPHERE；等待中断中断服务程序：INT1S:MOVXA,@DPTR；读数MOV@R0，A；存数INCDPTR；更新通道INCR0；更新存储单元DJNZR2，DONERETIDONE:MOVX@DPTR,A；启动A/D转换RETI5.2.2报警电路子程序连续鸣音20sSND：SETBP1.0；P1.0输出高电平，启动扬声器名叫MOVR7，#14H；延时20SDL:MOVR6，#0F9HDL1：DJNZ