【正文】 19H），后面 48位是芯片唯一的 序列號，最后 8位是以上 56的位的 CRC碼（冗余校驗(yàn)）。 F ~+257176。符合本設(shè)計(jì)的要求，所以本設(shè)計(jì)采用 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器。 DS18B20是由美國 DALLAS公司生產(chǎn)的一種自帶編碼的單線數(shù)字溫度傳感器，可以把溫度信號直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。限制了微機(jī)功能的擴(kuò)展；而且在溫度監(jiān)測 點(diǎn)大范圍分布的系統(tǒng)中，模擬信號需長距離傳輸，信號容易失真，抗干擾能力差。按照溫度傳感器的輸出信號的模式，可大致分為三類：邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感 器、數(shù)字式溫度傳感 器 [2]。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)， CPU可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作；指令周期：它是指 CPU完成一條操作的所需的全部時(shí)間。由于采用了 Flash 工藝制作 內(nèi)部存儲器（也稱閃速存儲器），用戶可以用電方式進(jìn)行反復(fù)快速擦出、改寫。實(shí)際就是把一臺普通計(jì)算機(jī)經(jīng)過簡化，濃縮在一小片芯片內(nèi)，形成了芯片級計(jì)算機(jī)，即單芯片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。 ； （ 3）檢測水質(zhì)的渾濁度，分為六個(gè)等級顯示渾濁度狀態(tài)。具體任務(wù)和要求如下： （ 1） 檢測 水質(zhì)的溫度，溫度范圍 0— 70176。在純水中，由于氫離子過剩水呈現(xiàn)酸性，水越純越偏酸。有的還能自動(dòng)調(diào)整測試點(diǎn)，這樣不僅方便了操作，也提高了測試精度。因此在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級計(jì)算器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 MSC51 系列的單片機(jī)（如ATMEL89cxx）內(nèi)部包含有 RAM、 FLASH ROM、兩個(gè)或者三個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等多種資源。 2 1 引言 水 是生命之源，它不僅蘊(yùn)育了生命，而且是任何生命體得以維持的最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。 DS18B20。 附錄二 ....................................................... 21 致謝 ......................................................... 32 1 內(nèi)容摘要 ： 簡易水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng) 是以 AT80S51單片機(jī)為核心， 用 DS18B20做溫度傳感器，光敏二極管做感光傳感器，以及 PH玻璃電極傳感器來檢測水質(zhì)的溫度，清澈度，酸堿度。 PH 值測量流程圖 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Abstract: ..................................................... 1 Key words: .................................................... 1 1 引言 ........................................................ 1 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和性能要求 ...................................... 3 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ................................................ 3 系統(tǒng) 框圖 .................................................. 3 硬件設(shè)計(jì)與選擇 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 溫度主程序流程圖 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄一 ....................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 關(guān)鍵詞 ： AT80S51； DS18B20 ； 光敏二極管； PH玻璃電極； LED 顯示； Abstract:Simple water quality monitoring system is based on AT80S51 microcontroller as the core, using DS18B20 as a temperature sensor, a photosensitive diode as light sensitive sensor, and PH glass electrode sensor to detect the water temperature, turbidity, pH. The whole system is divided into a reset circuit, singlechip microputer control circuit, A / D conversion circuit, input / output circuit, LED display circuit, power supply circuit. The main design is to capture several sensor data through a multiplexer, sent to the A/D converter to teleport to chip in detection, when turning on the power, the system can display various parameters of water quality testing, and through the alarm circuit abnormalities in alarm. Key words:AT80S51。 LED display。 該水質(zhì)檢測是基于 MSC51 的一個(gè)檢測系統(tǒng)， MSC51[1]系列單片機(jī)具有性能穩(wěn)定、工作可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。 ATMEL80S51[2]單片機(jī)以其可靠性高、體積小、價(jià)格低、功能全等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于各種智能儀器中，這些智能儀器的操作在進(jìn)行儀器校核以及測量過程的控制中，達(dá)到了自動(dòng)化。在一般情況下，水可以發(fā)生微弱的電離。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和性能要求 設(shè)計(jì)一個(gè)簡易水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，要求能夠?qū)λ|(zhì)的溫度，酸堿度，渾濁度各種信號進(jìn)行采集經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)控制系統(tǒng) 并顯示，要求有較高的檢測靈敏度。 C； （ 2） 檢測 水質(zhì)的酸堿度， PH范圍 014， 精度為177。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)類似，也是由中央 處理器（ CPU）、存儲器和輸入 /輸出（ I/O） 3大基本部分構(gòu)成。 AT89C51 與 80C51 單片機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是一樣的，編程所使用的指令及單片機(jī)的管腳都與 80C51 相同，即完全兼容。 （ 振蕩周期：也稱時(shí)鐘周期，是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號的振蕩源的周期，一般為 ， 12MHZ和 24MHZ用的也比較多；機(jī)器周期：一個(gè)機(jī)器周期包含 6個(gè)狀態(tài)周期 S1~S6，也就是 12個(gè)時(shí)鐘周期。溫度傳感器是檢測溫度的器件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。 該方案的缺點(diǎn)是模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的 接 口電路需要占用微機(jī)的數(shù)條數(shù)據(jù) /控制線。數(shù)字式溫度傳感器直接輸出數(shù)字測溫信號，不但節(jié)約了微機(jī)的數(shù)條數(shù)據(jù) /控制線，而且省去了 A/D 轉(zhuǎn)換、放大、濾波等電路，在長距離傳輸過程中信號不易失真， 6 抗干擾能力強(qiáng)，所以本設(shè)計(jì)采用數(shù)字式溫度傳感器。 DS18B20 的測溫是 +55℃到 +125℃。 C (– 67176。其中一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個(gè)字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8 位。第 8 個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。當(dāng) 18B20 接到此復(fù)位信號后則會在 15~60us 回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 ③ 控制器發(fā)送 ROM 指令：雙方打完了招呼之后將要進(jìn)行交流了， ROM 指令共有 5條，每一個(gè)工作周期只能發(fā)一條， ROM指令分別是讀 ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報(bào)警芯片搜索。 ④ 控制器發(fā)送存儲器操作指令：在 ROM 指令發(fā)送給 18B20 之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機(jī)）必須等待 DS18B20 執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時(shí)間為 500us 如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循 DS18B20 的讀寫時(shí)序來操作。 方案二：數(shù)據(jù)采集選用光敏二極管， 光敏二極管也叫光電二極管，光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的 ,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的 PN 結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。 圖 37 光采集信號電路 （ 3）測水質(zhì) PH傳感器的選擇 測量 pH值的方法很多，主要有化學(xué)分析法、試紙法、電位法。 把常數(shù)帶入（ 21） PHtEE ???? )1 9 8 (0 tEEPH 198 0??? （ 22） 10 我們采用電極的零電位 pH=7,則 7 5 4 .2 0 0 .1 9 8 4EpH t? ?? （ 23） 由（ 23）式可知， pH 值與電極產(chǎn)生的電勢呈線性，并且與溫度有關(guān)。我們采用定標(biāo)的 幾種 溶液為pH=， pH=， pH=。 pH 電極 [8]由玻璃電極和參考電極組成。在一定的溫度下只要知道了電壓值，即可求出溶液的 pH 值，因此 pH值的測量實(shí)際上就是電壓信號的測量。因此設(shè)計(jì)中選用了運(yùn)放 CA3140，它兼 有高電壓 PMOS 管和高壓二極管的優(yōu)點(diǎn)。還具有自身補(bǔ)償能力來達(dá)到穩(wěn)定的放大增益；輸出部分含有自身保護(hù)電路來保護(hù)由于負(fù)載短路造成的損害。 圖 38 pH信號輸入電路 顯示模塊 LCD1602 資料 本系統(tǒng)顯示器采用 LCD1602 液晶顯示模塊 [9]， 1602 液晶模塊內(nèi)部的控 制器共有 11 條控制指令，如表 31 所示： 表 31：控制命令表 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示