【正文】 AT89C2051 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 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 III 目 錄 第一章 緒 論 ................................................................................................................ 1 基于 AT89C2051的 TDS水質(zhì)測(cè)試儀的研究背景 ................................................... 1 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 .......................................................................... 2 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 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 1 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。 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)。 師范學(xué)院學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 2021 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 王英英 學(xué) 號(hào) 09283408 指導(dǎo)教師 ********** 論文字?jǐn)?shù) 11151 完成日期 20211220 師范學(xué)院學(xué)院教務(wù)部印制 湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 I 基于 AT89C2051 的 TDS 水質(zhì)測(cè)試儀 摘 要： 近些年來(lái)水環(huán)境的污染使得人們對(duì)水質(zhì)越來(lái)越關(guān)注。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。在水資源匱乏和水污染日趨加深的今天，水質(zhì)問(wèn)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。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。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)償溫度系 數(shù)呈現(xiàn)非線性的高純水。前三種由水體吸收折射光譜，估算水體的溶質(zhì)和濃度，測(cè)量精度準(zhǔn)確，但操作不方便 ， 耗時(shí)長(zhǎng) ， 成本高。這些都有待于進(jìn)一步的研究與改進(jìn)。分壓法是一種研發(fā)成熟且應(yīng)用廣泛的測(cè)量方法。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，湖州師范學(xué)院求真學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 成本低，易做成便攜式電導(dǎo)儀。通過(guò)軟件算法補(bǔ)償由于溫度而引起的電導(dǎo)率值測(cè)量誤差， 從而提高了 水質(zhì) 測(cè)量精度。生產(chǎn)采用 ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，與 MCS51 指令集兼容。 XTAL1接口是振蕩反相器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。用普通仿真器仿真 2051,便 于 調(diào)試，但存在差距。其關(guān)系式為 [2]: R =ρ反之則越強(qiáng)。溶液的電導(dǎo)率等于溶液中各種離子電導(dǎo)率之和。可用 通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率估算 TDS，溶解固體與電導(dǎo)之間的關(guān)系 經(jīng)驗(yàn)公式 如下 [4]: TDS = ( ~ )?K 式中 : TDS 為水中溶解固體 （ m g /L） 。 而電導(dǎo)率的測(cè)定 簡(jiǎn)便 、 穩(wěn)定、快速 ,電導(dǎo)率反映出 溶解固體 量 ， 可通過(guò)測(cè) 量 電導(dǎo)率 ,推算出 水中溶解性總固體的 含量 。 TDS值 測(cè)量電路 由于被測(cè)溶液 的電導(dǎo)率與 TDS值有一定關(guān)系， 即公式 TDS = ( ~ )?K， 可通過(guò)被測(cè)量溶液的電導(dǎo)率推算出水的 TDS值。該多諧振蕩電路中是由 MOS型時(shí)基電路、探針與被測(cè)液構(gòu)成的電極和定式電容 C4組成。有兩個(gè)基準(zhǔn)電壓，分別為 VCC