【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 2020 屆 題 目 基于 AT89C2051 的 TDS 水質(zhì)測(cè)試儀 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 論文字?jǐn)?shù) 完成日期 20201220 基于 AT89C2051 的 TDS 水質(zhì)測(cè)試儀 本科畢業(yè)論文 II 摘 要： 近些年來水環(huán)境的污染使得人們對(duì)水質(zhì)越來越關(guān)注。水質(zhì)檢測(cè)儀對(duì)幫助人們了解水質(zhì)情況起到了重要的作用。 TDS水質(zhì)檢測(cè)儀以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 精巧實(shí)用，精度 高，成本低，反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。 TDS水質(zhì)測(cè)試儀 由于 探頭 極化現(xiàn)象，寄生電容，溫度 對(duì)測(cè)量 精度 的影響 , 使其存在測(cè)量精度低、溫度補(bǔ)償不夠的缺點(diǎn)。針對(duì)這些現(xiàn)象，為了能夠更精確測(cè)量 水質(zhì) ，本研究分析了 TDS測(cè)量的原理，對(duì)各種測(cè)量方法進(jìn)行比較論證，設(shè)計(jì)了一款基 于 電導(dǎo)率測(cè)量原理 和溫度補(bǔ)償誤差的 TDS水質(zhì) 測(cè)量?jī)x。該電路設(shè)計(jì)以 AT89C2051 單片機(jī)為核心，由傳感器探頭、 電導(dǎo)率信號(hào)采集電 路、溫度補(bǔ)償電路、控制電路、數(shù)碼管顯示電路和報(bào)警電路組成。系統(tǒng) 引入了溫度測(cè)量環(huán)節(jié)，通過軟件算法補(bǔ)償因溫度變化 引起的測(cè)量誤差 。 關(guān)鍵字： TDS , 水質(zhì)檢測(cè) , 單片機(jī) , 溫度補(bǔ)償 TDS Quality Dosimeters Based on AT89C2051 本科畢業(yè)論文 III Abstract： In recent years water environmental pollution makes it increasingly concerned about water quality. Water quality testing instruments played an important role in helping people to understand the water quality. TDS water quality tester concern its structure is simple, pact, highprecision, low cost, fast response. TDS water tester due to the polarization of the probe, the parasitic capacitance, the temperature on the measurement accuracy, it exists the disadvantage of low measurement accuracy, the temperature pensation is not enough. For these phenomena, in order to be able to more accurately measure the water quality, this study analyzed the TDS measurement principle, a parative demonstration of various methods of measurement, design a TDS water quality measuring instrument based on conductivity measurement principle and temperature pensation error. The circuit design AT89C2051 microcontroller as the core, the probe by the sensor, the conductivity signal acquisition circuit, temperature pensation circuit, control circuit, digital display and alarm circuits posed. The system introduces aspects of temperature measurement, the measurement error due to temperature changes caused by the software algorithm pensation. Key words： TDS Water quality testing MCU Temperature pensation 目 錄 第一章 緒 論 ................................................................................................................. 4 基于 AT89C2051的 TDS水質(zhì)測(cè)試儀的研究背景 .................................................... 4 本科畢業(yè)論文 IV 基于 AT89C2051的 TDS水質(zhì)測(cè)試儀的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................... 1 論文研究目標(biāo)與主要研究?jī)?nèi)容 .......................................................................... 1 第二章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................................................. 3 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)方案 .............................................................................................. 3 系統(tǒng)整體框圖 ..................................................................................................... 3 AT89C2051單片機(jī)簡(jiǎn)介 ....................................................................................... 3 TDS值測(cè)量原理及電路 ....................................................................................... 4 TDS值測(cè)量原理 ...................................................................................... 4 TDS值測(cè)量電路 ...................................................................................... 5 溫度補(bǔ)償原理與電路 .......................................................................................... 6 溫度補(bǔ)償原理 ........................................................................................ 7 溫度測(cè)量電路 ........................................................................................ 8 ............................................................................................................ 8 按鍵與報(bào)警電路 ................................................................................................. 9 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................. 11 系統(tǒng)總體流程圖 ............................................................................................. 11 電導(dǎo)率測(cè)量 .................................................................................................... 12 DS18B20溫度采集 ........................................................................................... 12 TDS值測(cè)量 ..................................................................................................... 13 數(shù)碼管顯示 .................................................................................................... 14 按鍵與報(bào)警 .................................................................................................... 15 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論 ............................................................................................... 16 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 18 致 謝 ............................................................................................................................. 19 附 錄 ............................................................................................................................. 20 第一章 緒 論 基于 AT89C2051的 TDS水質(zhì)測(cè)試儀的研究背景 水作為一種重要的資源，與人們的生活和生產(chǎn)都 有著密切聯(lián)系。在水資源匱乏和水污染本科畢業(yè)論文 1 日趨加深的今天，水質(zhì)問題受到了更多的關(guān)注，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)與分析，了解水質(zhì)狀況，能夠更好地保護(hù)水資源，控制水污染。 TDS(溶解性總固體，又稱總含鹽量 ),測(cè)量單位為毫克 /升（ mg/L ） ,它表明 1升水中溶有多少毫克溶解性總固體，或者說 1升水中的離子總量。水樣經(jīng)過濾后 , 在一定溫度下烘干 , 所得的固體殘?jiān)Q為溶解性總固體 , 包括不易揮發(fā)的可溶性鹽類、有機(jī)物及能通過過濾器的不溶解微粒等。 TDS水質(zhì)檢測(cè)方法通常 分為 兩種 ， 分別為稱量法和電極測(cè)定法。稱量法一般采用國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法，分別為 105℃ 烘干和 180℃ 烘干兩種。 稱量法測(cè)定 TDS時(shí)，將一定量的水樣經(jīng)過濾，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下烘干，直接求得 TDS值。此測(cè)量方法，雖技術(shù)要求低，但操作步驟繁瑣，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求高，抗干擾能力差，且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。 電極法測(cè)量 TDS是一種電化學(xué)分析方法，儀器測(cè)量時(shí)，將電極置于溶液中，使用交流電源 ，通過測(cè)量電流的大小得到溶液的電阻率，由于溫度影響電導(dǎo)率的測(cè)量，因此采用熱敏電阻對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償。運(yùn)用軟件擬合電導(dǎo)率和溫度的經(jīng)驗(yàn)公式的方法補(bǔ)償