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温湿度控制系统 【摘要】伴随工业控制自动化技术不停深入。很多设备全部实现了无人镇守或不间断运行，为了确保设备正常运转，需要值班人员常常巡查各项参数是否正常。而温度和湿度全部是多种设备常见被控参数，假如能利用单片机系统对上述参数进行智能监测，对于设备正常稳定运行含相关键意义。本文设计温湿度数据进行实时监测和分析，并立即做出判定，实现了温湿度控制自动化和智能化。同时，在设备出现故障情况下，语音报警和数显电路结合。能愈加好地是值班人员了解到目前温湿度具体数值，并提醒维护人员立即采取对应方法。【关键字】单片机；温湿度控制; A/D转换Temperature and Humidity Control SystemAuthor: Wang Qiaoyan (Grade 08,Class 1,Major comper contor technology,electricial engineering Dept.,Shaanxi University of technology,Hanzhong 723003,Shaani)Tutor: Wang ChunxiaAbstract:With the industrial automation control technology unceasingly thoroughly. Many devices are realized the unmanned central or uninterrupted operation, in order to guarantee the normal operation of equipment attendants often patrolled, need various parameters are normal. And temperature and humidity is all sorts of equipment commonly used controlled parameter, if can use the above parameters SCM system for intelligent monitoring equipment normal and stable operation, has important significance. This paper designs the temperature and humidity of the real-time data monitoring and analysis, and make timely judge, realized the automation and intelligent temperature and humidity control. Meanwhile, in equipment malfunction case, voice alarm and digital circuit combination. To better is to understand the current temperature and humidity night-shift workers the specific numerical value and remind maintenance staff promptly adopt corresponding measures.Key words: Single-chip microcomputer； temperature and humidity control；A/D conversion.目 录绪论11基于51单片机温湿度控制系统硬件设计方案31.1 设计任务31.2 设计方案31.2.1 设计方案论证31.2.2 系统设计方案最终确定31.2.3 方案设计思想41.3 总体框图设计41.4 主控电路设计41.4.1 单片机发展情况51.4.2 单片机基础结构51.4.3 单片机封装引脚71.4.4 AT89C51单片机时钟设计101.4.5 AT89C51单片机复位设计111.5 ADC0809引脚图和接口电路及功效介绍121.5.1 A/D转换器芯片ADC0809介绍121.5.2 ADC0809内部结构121.5.3 信号引脚121.5.4 AT89C51单片机和ADC0809接口131.5.5 转换数据传送151.6 LCD1602引脚图和接口电路及功效介绍161.6.1 LCD1602介绍161.6.2 管脚功效161.6.3 液晶显示器操作控制161.6.4 本毕业设计字符型LCD和单片机接口电路191.7 声光报警电路设计191.8 总电路设计201.9 系统步骤图202 软件实现232.1 编程KEIL环境介绍233 调试243.1 软件调试243.2 硬件调试254 总结27致谢28参考文件29附录A 元器件清单30附录B 仿真实物图31附录C 源程序32附录D 实物图连接36英文文件及汉字翻译 绪论西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。1949年，借助于工程技术发展，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适应性和抗御能力应用研究。20世纪60年代，生产型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、以色列等国家温室园艺迅猛发展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。伴随计算机技术进步和智能控制理论发展，近百年来，温室大棚作为设施农业关键组成部分，其自动控制和管理技术不停得以提升，在世界各地全部得到了长足发展。尤其是二十世纪70年代电子技术迅猛发展和微型计算机出现，更使温室大棚环境控制技术产生了革命性改变。80年代，伴随微型计算机日新月异进步和价格大幅度下降，和对温室控制要求提升，以微机为关键温室综合环境控制系统，在欧美得到了长足发展，并迈入了网络化，智能化阶段。现在，国外现代化温室内部设施己经发展到比较完备程度，并形成了一定标准。温室内各环境因子大多由计算机集中控制，检测传感器也较为齐全，如温室内外温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度、营养液浓度等，由传感器检测基础上能够实现对各个实施机构自动控制，如无级调整天窗通风系统，湿帘和风扇配套降温系统，由热水锅炉或热风机组成加温系统，可定时喷灌或滴灌浇灌系统，二氧化碳施肥系统，和适适用于温室作业农业机械等。计算机对这些系统控制己经不是简单、独立、静态直接数字控制，而是基于环境模型上监督控制，和基于教授系统上人工智能控制，部分国家在实现自动化基础上正在向着完全自动化、无人化方向发展。中国现代温室技术起步较晚，70年代以来，政府大力发展以塑料大棚、节能日光温室为主设施农业，促进了农村经济发展和缓解了蔬菜季节性短缺矛盾。和此同时，从1979年至1994年，从欧美、日本等国家引进了一系列现代化温室进行试验研究。引进温室和中国传统温室比较，其空间大，便于进行机械作业，生产率和资源利用率比较高，为中国温室发展提供了借鉴作用。但这些温室也存在着很多不足之处，关键表现在：（1）价格昂贵，中国农业生产现在难以接收。（2）缺乏和中国气候特点相适应温室测控软件。现在中国引进温室测控系统大多投资大、运行费用过高，而且测控系统中所侧重考虑环境参数和中国气候特点存在矛盾。（3）控制方法比较简单，软件实现模式固定，不能进行功效扩展。随即在中国出现了部分新产品，如江苏工学院研制“温室环境测控系统”，关键用于无土栽培试验温室，造价仍较高，且处于试验阶段;吉林工业大学研制“温室环境自动检测系统”，仅实现了温湿度自动测试，“智能型温室环境控制器”仅实现了温室内喷水自动控制等。以上产品均没有面向中国广大农村现有1000万亩传统温室改造工程。所以，传统方法，大家关键还是采取温度计、湿度计来采集温度值和湿度值，经过人工操作加热、加湿、通风和降温来控制温湿度。所以，以上产品推广使用价值仍然不大。中国自行开发温室测控系统其技术水平和调控能力和发达国家还有一定差距。而中国综合环境测控技术研究刚刚起步，现在仍然停留在研究单个或少许环境因子调控技术阶段，而实际上，温室内光照度、温度、湿度等环境原因，全部是在相互影响、相互制约状态中对作物生长产生影响，环境要素空间改变、时间改变全部很复杂。所以，我们应该依据中国国情研制出适合中国农业发展仪器仪表，并在农业设施中广泛推广。改革开放以来，大家生活质量显著提升，对漂亮植被和花卉需求急剧升高，这对以种植植被为设计园林工人是一个机遇，同时也对传统手工植被种植是一个挑战，而基于单片机温湿度控制系统对处理这些问题有着很关键意义。以前种植植被通常全部用温室栽培，为了充足利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学，优异管理方法，用以对不一样植被生长各个时期所需要温度计湿度等进行监控，温湿度控制对于单片机应用含有一定实际意义，她代表了一类自动控制方法，而且其应用十分广泛。AT89C51单片机是常见于控制芯片，在智能仪器仪表、工业监测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目标结果，用其作为温湿度控制系统实例也很多。使用AT89C51单片机能够实现温湿度全程自动控制，而且AT89C51单片机易于学习、掌握、性价比高。使用AT89C51单片机设计温湿度控制系统，能够立即、正确反应温室温度和湿度改变，完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度，在湿度上下范围内保持恒温等多个控制方法，在温湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被生长提供了愈加适宜环境。1基于51单片机温湿度控制系统硬件设计方案1.1 设计任务了解温湿度控制系统发展史及发展趋势,对温湿度控制系统进行系统性叙述及论文研究目标和意义进行深入了解。基于AT89C51单片机温湿度控制系统设计。依据论文要求分析论文关键任务，继而概括出整个设计关键思想和确定出设计方案。系统硬件设计，在对整个系统把握，关键从它主控电路AT89C51（单片机复位电路、时钟电路）设计和外围电路（声光报警电路、A/D转换电路）设计来具体介绍。软件设计，熟悉了解整个程序设计运行环境keil，还有程序编写过程，对程序做了对应注释。硬软件调试，在运行环境中调试步骤和在运行中出现问题处理。1.2 设计方案1.2.1 设计方案论证单片机选择方案及论证方案一：采取8031芯片，其内部没有程序存放器，需要进行外部扩展，这给电路增加了复杂度。方案二：本方案CPU模块采取2051芯片，其内部有2KB单元程序存放器，不需外部扩展程序存放器。但因为系统用到较多I/O口，所以此芯片资源不够用。 方案三：采取AT89C51单片机，其内部有8KB单元程序存放器，不需外部扩展程序存放器，而且它I/O口也足够此次设计要求。 比较这3种方案，综合考虑单片机各部分资源，所以此次设计选择方案三。显示模块选择方案方案一：LCD1604字符型液晶显示模块是专门用于显示字母、数字、符号等点阵型液晶显示模块,可显示4行，每行16个字符。分4位和8位数据传输方法。提供5X7点阵光标和5X10点阵光标显示模式。提供显示数据缓冲区DDRAM、字符发生器CGROM和字符发生器CGRAM，能够使用CGRAM来存放自己定义最多8个5X8点阵图形字符字模数据。提供了丰富指令设置：清显示；光标回原点；显示开/关；光标开/关；显示字符闪烁；光标移位；显示移位等。方案二：1602采取并口传输，速度比LCD1604串口快。1602内部集成有显示芯片，能够识别英文字母好和阿拉伯数字，。上行起始位置80H，下行40H。需要先输地址后输数据。直接0x30+数据，就能显示数据了。对于此次设计对显示内容需求，方案一方案二全部能实现，不过因为显示内容比较简单，假如使用LCD1604是对资源浪费，再加LCD1604显示面体积大，功耗比较大，所以此次设计显示模块最终选择了LCD1602。ADC0809时钟信号选择方案开启ADC0809只需要给START引脚送一个下降沿脉冲信号转换才能开始，所以需要产生一个频率为600KHz方波信号。方案一：AD9851高速DD5内核可接收32位频率控制字输入，在180MHz系统时钟下可输出频率小于为180MHz。以数字控制振荡器（DCO）形式产生频率/相位可变正弦波，经过内部10位高速数/ 模转换输出模拟信号。片内高速比较器能够将模拟正弦波信号转变为稳定TTL/CMOS兼容方波输出；AD9851内部华提供了一个高速比较器，内部D/A转换器输出正弦波能够经过它转换为方波输出。方案二：时钟脉冲由单片机中定时器产生一个方波脉冲信号，整个过程是在单片机中经过软件来实现。在实际电路中方案一连接比复杂，对芯片AD9851了解比较少；方案二简单、方便、易于操作，综合实际情况选择采取方案二。1.2.2 系统设计方案最终确定综合上各方案所述,对此次系统方案选定: 采取AT89C51作为主控制系统；液晶显示模块LCD1602作为此次系统显示；用电位器替换传感器作为此次系统温度和湿度信息采集；蜂鸣器作为报警电路关键元器件。经过论证拟采取设计方案内容包含以下几点：选择AT89C51单片机作为整个系统关键器件，发送并时时处理系统信息。数据采集是实现测量和控制首要步骤，是测控系统关键部件，假如没有对原始被测信号进行正确可靠捕捉和转换，一切正确测量和控制全部将无法实现。在这个系统设计中我们选择电位器作为温湿度数据采集。信号采集通道选择： 本设计中用到是电位器，输出是模拟量，需要进行模数转化在本设计系统中。显示电路设计：这里采取液晶LCD-1602进行显示。报警电路设计：在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于部分关键参数或系统部位，全部设有紧急状态报警系统，方便提醒操作人员注意，或采取紧急方法。其方法就是把计算机采集数据或记过计算机进行数据处理、标度变换，这些已经在软件程序里边处理过，所以显示温湿度即为外界采集温湿度，和设定值比较，假如高于上限值（或低于下限值）则进行报警，不然就作为采样正常值，进行显示和控制。本设计采取声光报警电路。温度和湿度任何一个超出设定范围，蜂鸣器均报警。这里我们选择两只二极管来显示温度或湿度其中之一过限，用来显示，这么便于观察，能够愈加直接确实定是要控制那个原因。给工作人员降低了工作量。蜂鸣器报警电路是经过AT89C511根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。温度控制主程序设计应考虑以下问题：a温度显示；b温湿度采样；c越限报警和处理；d温度标度转换。1.2.3 方案设计思想本设计是针对于单片机原理及其应用展开。其中包含了我们大学三年中所学到相关知识，利用我们所学电路知识，单片机技术去设计基于单片机温湿度系统。AT89C51单片机好比一个桥梁，联络着电位器和报警电路设置。经过旋转电位器能够采集不一样温湿度数值，经过A/D转换后输入给单片机，这里我们选择单片机P2.0为输入方法，接收到信号单片机会由P1.0作为实际温湿度输出显示在LCD屏上，同时，若采集温湿度达成软件设置上限值，直接开启报警电路。此时，发光二极管点亮，蜂鸣器响。1.3 总体框图设计温湿度控制系统是由单片机、数据采集系统、A/D转换、警报装置和含有其它辅助功效组成温湿度系统 ， 在温湿度控制系统中，手动产生温湿度信号称为系统采集温湿度信号，关键报警装置是发光二极管和蜂鸣器，系统硬件框图图1.1所表示。图1.1 系统硬件框图1.4 主控电路设计硬件设计中最关键器件是单片机AT89C51，它首先控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号转换，其次，将采集到数字电压值经过计算机处理得到对应二进制代码，和设定值作比较。整个系统软件编程就是经过C语言对单片机AT89C51实现其控制功效。1.4.1 单片机发展情况单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于“Single Chip Microcomputer”,简称SCM。伴随SCM在技术上、体系结构上不停扩展其控制功效，单片机已不能用“单片微型计算机”来表示其内涵。国际上逐步采取“MCU”(Micro Controller Unit)来替换，形成了单片机界公认、最终统一名词。为了和国际接轨，以后应将汉字“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在中国因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。假如将8位单片机推出作为起点，那么单片机发展历史大致能够分为以下多个阶段：第一阶段（19761978）：单片机探索阶段。以Intel企业MCS-48为代表。MCS-48推出是在工控领域探索，参与这一探索企业还有Motorola、Zilog等。全部取得了满意效果。这就是SCM诞生年代，“单片机”一词即由此而来。第二阶段（19781982）：单片机完善阶段。Intel企业在MCS-48基础上推出了完善、经典单片机系列MCS-51。它在以下多个方面奠定了经典通用总线型单片机体系结构。完善外部总线。MCS-51设置了经典8位单片机总线结构，包含8位数据总线、16位地址总线、控制总线及含有多机通信功效串行通信接口。CPU外围功效单元集中管理模式。表现工控特征地址空间及位操作方法。指令系统趋于丰富和完善，而且增加了很多突出控制功效指令。第三阶段（19821990）：8位单片机巩固发展及16位单片机推出阶段，也是单片机向微控制器发展阶段。Intel企业推出MCS-96系列单片机，将部分用于测控系统模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，表现了单片机微控制器特征。第四阶段（1990以后）：微控制器全方面发展阶段。伴随单片机在各个领域全方面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力8位/16位/32位通用型单片机，和小型廉价专用型单片机。现在，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，以后单片机发展趋势将是深入向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声和高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、外围电路内装化和串行扩展技术。伴随半导体集成工艺不停发展，单片机集成度将更高、体积将更小单片机特点1.4.2 单片机基础结构单片机关键有以下特点：有优异性能价格比。集成度高、体积小、有很高可靠性。单片机把各功效部件集成在一块芯片上，内部采取总线结构，降低了各芯片之间连线，大大提升了单片机可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽方法，适合在恶劣环境下工作。制功效强。为了满足工业控制要求，通常单片机指令系统中全部有极丰富转移指令、I/O口逻辑操作和位处理功效。单片机逻辑控制功效及运行速度均高于同一档次微机。低功耗、低电压，便于生产便携式产品。外部总线增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方法，深入缩小了体积，简化了结构。单片机系统扩展和系统配置较经典、规范，轻易组成多种规模应用系统。单片机应用因为单片机含有显著优点，它已成为科技领域有力工具，人类生活得力助手。它应用遍布)各个领域，关键表现在以下多个方面：(1)单片机在智能仪表中应用;(2)单片机在机电一体化中应用;(3)单片机在实时控制中应用;(4)单片机在分布式多机系统中应用;(5)单片机在人类生活中应用。单片机已成为计算机发展和应用一个关键方面，其次，单片机应用关键意义还在于，它从根本上改变了传统控制系统设计思想和设计方法。以前必需由模拟电路或数字电路实现大部分功效，现在已能经过单片机来实现了。这种用软件替换硬件控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术一次革命。A：由单片机组成控制器结构和特点： 单片微型计算机是微型计算机发展中一个关键分支，是把组成一台微型计算机关键部件如中央处理器(CPU)、存放器(RAM/ROM)和多种功效I/O接口集成在一块芯片上单芯片微型计算机(Single Chip Micro Computer),简称单片机.因为它结构和指令功效全部是按工业控制要求设计,且多年来单片机着力扩展了多种控制功效如A/D、PWM等,所以我们更多时候称其为一个单片形态微控制器(Single Chip Micro Controller),或直接称其为微控制器(Micro Controller)。B：用单片机组成微机控制系统含有以下特点:a.受集成度限制,片内存放器容量较小,通常片内ROM小于48K字节,片内RAM小于256字节;但可在外部进行扩展,如MCS51系列单片机片外可擦可编程只读存放器(EPROM)、静态随机存放器(SRAM)可分别扩展至64K字节。b.可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计,其抗工业噪声能力优于通常通用CPU;程序指令及其常数、表格固化在ROM中不易破坏;常见信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。c.易扩展。片内含有计算机正常运行所必需部件,芯片外部有很多供扩展用总线及并行、串行输入/输出端口,很轻易组成多种规模微机控制系统。d.控制功效强。为了满足工业控制要求,单片机指令系统中有极丰富条件分支转移指令、I/O口逻辑操作和位处理功效。通常来说,单片机逻辑控制功效及运行速度均高于同一档次微处理器。e.通常单片机内无监控程序或系统管理软件,软件开发工作量大。但多年来已开始出现了片内固化有BASIC解释程序及FROTH操作系统单片机,使单片机系统开发提升了一个新水平。另外,单片机成本低、集成度高、控制功效多,可灵活地组装成多种智能控制装置,并能有针对性设计成专用系统,处理从简单到复杂多种需要,实现最好性价比。尤其是单片机和传统机械产品相结合,使原有机械产品结构简化、控制智能化。如数控机床就是经典实例。多年来,单片机发展极快,其产量占微机产量70%以上。现在，最少有50个系列400余种机型，性能和结构各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等企业全部有系列单片微型计算机。中国普及几乎全部是INTEL企业产品。我们此次毕业设计所应用到单片机型号为AT89C51，其组成结构中包含运算器、控制器、片内存放器、4个并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中止系统、振荡器等功效部件。图中SP是堆栈指针寄存器；PC是程序计数器；PSW是程序状态字寄存器；DPTR是数据指针寄存器。AT89C51单片机内部结构框图图1.2所表示：图1.2 AT89C51单片机内部结构框图 1.4.3 单片机封装引脚AT89C51是美国ATMEL企业生产低电压，高性能CMOS8位单片机片内4Kbytes可反复擦写只读程序存放器（PEROM）和128bytes随机存放器（RAM），器件采取ATMEL企业高密度、非易失存放技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存放单元，功效强大。AT89C51单片机可为你提供很多高性价应用场所，可灵活应用于多种控制领域。硬件设计中最关键器件是单片机AT89C51，它首先控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号转换，其次，将采集到数字电压值经计算机处理得到对应二进制代码，和设定值作比较。引脚图图1.3所表示：关键性能参数：和MCS-51产品指令系统全兼容 4k字节可重擦写Flash闪速存放器1000次可擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存放器1288字节内部RAM 32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器图1.3 AT89C51引脚AT89C51功效特征描述：硬件设计中最关键器件是单片机AT89C51，它首先控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号转换，其次，将采集到数字电压值经计算机处理得到对应二进制代码，和设定值作比较。AT89C51提供以下标准功效：4k字节Flash闪速存放器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量中止结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器立即钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz静态逻辑操作，并支持两种软件可选节电工作模式。空闲方法停止CPU工作，但许可RAM，定时/计数器，窜行通信口及中止系统继续工作。掉电方法保留RAM中内容，但震荡器停止工作并严禁全部部件工作直到下一个硬件复位。(1) AT89C51引脚功效说明：Vcc：电源电压GND：地P0口：PO口是一组8位漏极开路行双向I/O口，也既地址/数据总线复用口。可作为输出口使用时，每位可吸收电流方法驱动8个TTL逻辑电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存放器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，PO口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，经过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流（I）。Flash编程和程序校验期间，P1口接收8位地址。P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻8位双向I/O口，P2输入缓冲极能够驱动（输入或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口“1”，经过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时和作为输出口，作输出口时，因为存在内部上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部存放器或1位地址外部数据存放器（比如实施MOVXDPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址外部数据存放器（如实施MOVXRI指令）时，P2口线内容（也既特殊功效寄存器（SFR）区中R2寄存器内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2亦接收高地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输出端口。作输出端口时，被外部拉低P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除可作为通常I/O口线外，更关键用途是它第二功效，如表1-1所表示，P3口还接收部分用于Flas 闪速存放器编程和程序校验控制信号。表1-1 P3第二功效端口引脚第二功效P3.0RXD (串行输入口)P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0(外部中止0)P3.3INT1（外部中止1）P3.4T0（定时器0）P3.5T1（定时器1）P3.6WR（外部数据存放器写选通）P3.7RD（外部数据存放器全部选通）RST：复位输出。当震荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平使机器复位。 ALE/：当访问外部程序存放器或数据存放器时，ALE（地址锁存许可）输出脉冲用于锁存地址低8位字节，即使不访问外部字节，ALE仍时钟震荡频率1/6输出固定正脉冲信号，所以它可对外输出时钟脉冲或用于定时目标。要注意是：每次访问外部存放器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存放器编程期间，该引脚还要输入编程脉冲（）。如有必需，可经过对特殊功效寄存器（SFR）区中8EH单元D0位置位，可严禁ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令可激活。另外，此引脚会被微弱拉高，单片机实施外部程序时，应该置ALE无效。PSEN：程序存入许可（）输出是外部程序存放器读选通信号，当AT89C51由外部程序取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，既输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存放器，这两次有效信号不出现。EA/VPP：外部访问许可。欲使CPU仅访问外部程序存放器（地址为0000H-FFFFH），EA端必需保持低电平（接地）。要注意是：假如加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。Flash存放器编程时，该引脚加上+12V编程许可电源Vpp，当然这必需是该器件是使用12V编程电压Vpp。XTAL1：震荡器反向放大器及内部时钟输入端。XAAL2：震荡器反向放大器输出端。时钟震荡器：AT89C51中有一个组成内部震荡器高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器输入端和输出端。这个放大器和作为反馈元件片外石英或陶瓷震荡器一起组成自激震荡器震荡电路图。外接石英晶体（或陶瓷震荡器）及电容C1、C2接在放大器震荡回路中组成并联震荡电路。对外接电容C1、C2即使没有很严格要求，但电容大小会轻微影响震荡频率高低、震荡工作稳定性、起震难易程序及温度稳定性，假如使用石英晶体，推荐使用30pF10pF，而假如使用陶瓷谐振器提议选择40pF10pF。用户还能够采取外部时钟，采取外部时钟图所表示。在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，既内部时钟发生器输入端，XTAL2悬空。时钟占空比没有特殊要求，但最小高电平连续时间和最大低电平连续时间应符合产品技术条件要求。Flash闪速存放器编程：AT89C51单片机内部有4K字节Flash PEROM，这个Flash存放存放阵列出厂时已处于擦除状态（既全部存放单元内容均为FFH），用户随时可对其进行编程。程序接收高电压（+12V）或低电压（Vcc）许可编程信号。低电压编程模式，适用和用户在线编程系统。而高电平模式可和通用EPROM编程程序兼容编程方法：编程前需设置好地址、数据及控制信号，编程单元地址就、加在P1口和P2口P2.0P2.3位地址范围为0000H0FFFH），数据从P0口输入，引脚P2.6、P2.7和P3.6、P3.7电平设PSEN为低电平，RST保持高电平，EA/Vp 引脚是编程电源输入端，按要求加上编程电压，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲）编程时可采取420MHz时钟震荡器AT89C51编程。 (1).在数据线上加上要写入数据字节。(2).激活对应控制信号。(3).在高电压编程时，将EA/Vpp端加上+1V编程电压。(4).每对Flash存放阵列写入一个字节，加上一个ALE/PROG编程脉冲。AT89C51控制信号:RST/VPD（9脚）:复位信号时钟电路工作后，在引脚上出现两个机器周期高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内存放器状态如表所表示，P1P3口输出高电平，初始值07H写入堆栈指针SP、清0程序计数器PC和其它特殊功效寄存器，但一直不影响片内RAM状态，只要该引脚保持高电平，AT89C51将循环复位，RAT/VPD从高电平到低电平单片机将从0号单元开始实施程序，另外该引脚还含有复用功效，只要将VPD接+5V备用电源，一旦Vcc电位忽然降低或断电，能保护片内RAM中信息不丢失，恢复电后能正常工作。AT89C51通常采取上电自动复位和开关手动复位，我们采取是手动复位开关。手动开关未按下之前，电容正极处于充电状态，当按键按下去后，VCC和GND导通，电容放电，从而实现放电。1.4.4 AT89C51单片机时钟设计AT89C51内部有一个高增益反相放大器，用于组成振荡器，但要形成时钟脉冲，外部还需附加电路。AT89C51时钟产生方法：利用芯片内部振荡器，然后在引脚XTALl和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就组成了稳定自激振荡器，发出脉冲直接送入内部时钟电路，以下图1.4所表示。外接晶振时，Cl和C2值通常选择为30pF左右；Cl、C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器频率范围可在1.2MHz12MHz之间选择。为了减小寄生电容，愈加好地确保振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得和单片机引脚XTALl和XTAL2靠近，以下图1.5所表示。图1.4 AT89C51内部时钟电路接线方法 图1.5 AT89C51外部时钟电路接线方法此方法是利用外部振荡脉冲接入XTALl或XTAL2。HMOS和CHMOS单片信号不一样，如表1-2所表示：表1-2 AT89C51单片机外部时钟接入方法芯片类型接线方法芯片类型XTAL1XTAL2HMOS接地接片外时钟脉输入端（引脚需接上拉电阻）CHMOS接片外时钟脉冲输入端悬空1.4.5 AT89C51单片机复位设计在整个报警系统中，要进行试验，必需对整个系统先复位。复位是单片机初始化操作。单片机系统在上电开启运行时，全部需要先复位。其作用是使CPU和系统中其它部件全部处于一个确定初始状态，并从这个状态开始工作，所以，复位是一个很关键操作方法。但单片机本身是不能自动进行复位，必需配合对应外部复位电路才能实现。复位电路设计:单片机外部复位电路有上电复位和上电和按键全部有效复位两种。我们在设计单片机复位时，选择上电复位。AT89C51复位方法能够是自动复位，也能够是手动复位。另外，RESET还是一复用脚，Vcc掉电其间，此脚可接上备用电源，以确保单片机内部RAM数据不丢失，图1.6所表示： 图1.6 按键复位电路初始复位不改变RAM（包含工作寄存器R0R7）状态，复位后AT89C51片内各特殊功效寄存器状态如表所表示，表中“x”为不定数。上电复位利用电容器充电实现。AT89C51单片机上电复位电路。图中给出了复位电路参数。AT89C51单片机上电+按键复位电路，如表1-3所表示：表1-3复位后内部特殊功效寄存器状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HBSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL000HP0P3FFHSCON00HIPxx000000BSBUFxxxxxxxxBIE0x000000BPCON0xxx0000B复位时，ALE和PSEN变成输入状态，即ALE=PSEN=1，片内RAM不受复位影响。复位后，P0P3口输出高电平且使这些双向口皆处于输入状态，并将07H写入堆栈指针SP，同时将PC和其它专用寄存器清0。此时，单片机从起始地址0000H开始重新实施程序。所以，单片机运行犯错或进入死循环时，可使其复位后重新运行。1.5 ADC0809引脚图和接口电路及功效介绍1.5.1 A/D转换器芯片ADC0809介绍8路模拟信号分时采集，片内有8路模拟选通开关，和对应通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100s左右。1.5.2 ADC0809内部结构ADC0809内部逻辑结构图图1.7所表示图1.7 ADC0809内部逻辑结构图中多路开关可选通8个模拟通道，许可8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一个经济多路数据采集方法。地址锁存和译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果经过三态输