【正文】 N Y 圖 電導(dǎo)率測量流程圖 溫度測量流程圖 溫度采集的流程圖中，單片機(jī)通過 DS18B20發(fā)出復(fù)位脈沖，完成對(duì)此 系統(tǒng)初始化，溫度傳感器準(zhǔn)備接收命令。圖 。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，首先得清楚各個(gè)部分的子程序及他們的流程圖，然后進(jìn)行 C 語言編程，最后對(duì)它們進(jìn)行系統(tǒng)的編程 [15]。在系統(tǒng)中，由電導(dǎo)率測量電路采用頻率法測量被測溶液 的電導(dǎo)率，通過溫度傳感器測量被測溶液的溫度，經(jīng)過軟件算法將測量的電導(dǎo)率和溫度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，最后通過相關(guān)公式計(jì)算 TDS 值，顯示在數(shù)碼管上，通過按鍵電路將測量值鎖存和清零。 圖 按鍵電路 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 28 頁 在電路中，當(dāng) 8 腳為低電平時(shí)，電路導(dǎo)通，按鍵第一次按下，電路開始測量，測量完成后，再次按下按鈕，系統(tǒng)保存并顯示所測量的結(jié)果。在圖 8個(gè)腳AG 和 DP 接到單片機(jī)的 P0 口，位控制端 14 分別接在 口。對(duì)數(shù)碼管的的位選通端分時(shí)輪流控制，使各位數(shù)碼管輪流受控顯示。圖 LED數(shù)碼管的引腳定義圖。在該電路中， VCC引 腳與 DQ引腳之間接一個(gè)上拉電阻，阻值約為 ，使電路不工作時(shí)處于高電平。 ℃；適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍為 ～ ，采用外部電源供電的方式。式（ ） 式（ ）為不同溫度范圍下的溫度補(bǔ)償公式： Ks=Kt/(+) 1℃≤ t≤ 10℃ （ ） Ks=Kt/(+) 10℃≤ t≤ 20℃ （ ） Ks=Kt/(+) 20℃≤ t≤ 30℃ （ ） Ks=Kt/(+) 其他溫度范圍 （ ） 本設(shè)計(jì)通過測量電導(dǎo)率和通過 DS18B20 防水型溫度傳感器測量溶液溫度，借助數(shù)據(jù)擬合的方法擬合出經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行軟件溫度補(bǔ)償。使用軟件擬合公式處理法對(duì)測得的溶液的電導(dǎo)率和溫度進(jìn)行處理，可以較好地得到溫度補(bǔ)償后的數(shù)值 [13]。采用這種方法的儀器僅限于實(shí)驗(yàn)使用表。當(dāng)被測溶液的溫度不是基準(zhǔn)溫度，即25℃時(shí)，就必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，也就是說需要將測量結(jié)果補(bǔ)償?shù)交鶞?zhǔn)溫度下的數(shù)值，從而排除溫度對(duì)測量值的影響 [12]。 由于溶液電導(dǎo)率測量受溫度影響很大，電解質(zhì)的電離度、溶解度、離子運(yùn)動(dòng)速度等都直接受溫度的影響，溶液溫度升高時(shí)，離子熱運(yùn)行加快，導(dǎo)電能力增加，溶液電導(dǎo)率增大。由式（ ）可以看出，輸出頻率 f與電導(dǎo) G(t)成正比，即頻率和電導(dǎo)率呈線性關(guān)系 [11]。當(dāng)上升到 Vc≥ 2/3VCC時(shí)， 6腳內(nèi)部高限比較器反轉(zhuǎn)， 3腳輸出低電平， Q2截止， 7腳內(nèi)集電極開路放電管導(dǎo)通，放電過程：C5— 電極 — 7 引腳。當(dāng) 6腳電壓 2／ 3VCC， 2腳電壓 1／ 3VCC時(shí)，基本 RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路亦保持原狀態(tài)不變 [10]。正常工作時(shí)而應(yīng)無效。如圖 ，為 555定時(shí)器結(jié)構(gòu)圖。 555定時(shí)器 是美國 Sigics公司 1972年研制的用于取代機(jī)械式定時(shí)器數(shù)字電路與模擬電路相結(jié)合的的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計(jì)有三個(gè) 5KΩ 的電阻而得名。 TDS測量電路 圖 TDS測量電路。令 JSL? ，所以 JKLK ??? SG （ J為電導(dǎo)池常數(shù)） （ ） 電導(dǎo)率 K 的單位為每厘米西門子，符號(hào)為 S? 1cm,橫截面積為 1cm2所具有的電導(dǎo)值，對(duì)電解質(zhì)導(dǎo)體來說相當(dāng)于 1cm3的溶液再相距 1cm 的兩電極間所具有的電導(dǎo)量 [8]。在水樣經(jīng)過過濾后，在一定溫度下烘干所得的固體殘?jiān)?，其中包括不易揮發(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，都稱為溶解性總固體。而本設(shè)計(jì)的TDS 值通過測量被測溶液的電導(dǎo)率計(jì)算得出。單片機(jī)在開始工作時(shí)都需要復(fù)位，這樣就可以使整個(gè)系統(tǒng)處于確定的初始狀態(tài)，從初始狀態(tài)開始工作 。外部時(shí)鐘方式是把已有的時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL1或 XTAL2 送入單片機(jī)，該方式一般用于有多個(gè)單片機(jī)的情況，所以本設(shè)計(jì)中時(shí)鐘電路采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式，選用 12M的晶振和兩個(gè) 22pF的電容與片內(nèi)的高增益反相放大器構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。圖 。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 PC=0000H。 P1口： P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口，名稱為 。 掉電保護(hù) 方式下， RAM內(nèi)容被保存， 振蕩器 被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 STC89C52使用經(jīng)典 MCS51內(nèi)核，但在其原來基礎(chǔ)上做了很多改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51單片機(jī)不具備的功能 ,而且該單片機(jī)與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品的指令代碼和引腳完全兼容。 由于本設(shè)計(jì)需要測量液體的溫度，需要將溫度傳感器浸入被測溶液中，所以需要選擇防水型的DS18B20溫度 傳感器。 由于本設(shè)計(jì)需要較高的處理速度和較強(qiáng)的抗干擾性能，因此選擇 STC89C52 作為核心器件。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 28 頁 方案一：核心器件采用 AT89C51 單片機(jī)， AT89C51 芯片有 4K 字節(jié)的內(nèi)部 FLASH PERAM，可以在3V 的低壓下工作，而且該芯片與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容，但是該芯片運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于沒有具備 ISP 在線編程技術(shù)，所以當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于對(duì)錯(cuò)誤的程序修改或?qū)Τ绦蚣尤胄略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，需要拔插芯片進(jìn)行燒制程序，而對(duì)芯片的多次拔插會(huì) 對(duì)芯片造成一定的損壞 [3]。 有以上兩個(gè)方案可以看出，方案一用電橋方法測量電導(dǎo)率，測量范圍較小，而設(shè)計(jì)要求測量范圍較大，所以方案一的電橋法不能滿足要求。聲光報(bào)警電路用于提醒數(shù)據(jù)測量成功，溫度補(bǔ)償電路 進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，數(shù)碼管顯示電路顯示測量數(shù)據(jù)。 （ 3） 測量范圍內(nèi)盡一步提高測量精度。 隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步， TDS 水質(zhì)測試儀的發(fā)展越來越完善，它在保證性能的基礎(chǔ)上簡化了功能，從而具有了特別強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，清晰的顯示，簡易的操作和優(yōu)良的測試性能使其具有很高的性價(jià)比。理論上相同的水質(zhì)不同的溫度下的 TDS 值是一致的，而電導(dǎo)率與 TDS 值卻是不一樣的，溫度影響溶液的電導(dǎo)率的。通過檢測溶解性總固體（ TDS），可以分析水的總礦化度。在水資源日益短缺的今天，水質(zhì)問題受到了更多地關(guān)注，因此對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測試能使我們更好地 保護(hù)水資源，保證合格的水質(zhì)，這對(duì)正常生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量和人們健康具有非常重要的意義。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè) 論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 引言 ..................................................... 1 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容與方案 .......................................... 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 ......................................... 2 方案論證 ............................................... 2 方案選擇 ............................................... 2 單片機(jī)的選擇 ...................................... 3 溫度傳感器的選擇 .................................. 3 2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ........................................ 4 單片機(jī)最小系統(tǒng) ......................................... 4 單片機(jī) STC89C52 簡介 ............................... 4 單片機(jī)最小系統(tǒng) .................................... 4 TDS 值測量電路 ......................................... 5 TDS 值測量原理 .................................... 5 TDS 測量電路 ...................................... 6 溫度補(bǔ)償原理與電路 ..................................... 8 溫度補(bǔ)償原理 ...................................... 8 溫度測量電路 ...................................... 8 數(shù)碼管顯示電路 ......................................... 9 共陽極數(shù)碼管工作原理 .............................. 9 數(shù)碼管顯示電路 ................................... 10 按鍵電路 .............................................. 10 總體電路圖 ............................................ 11 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................... 12 軟件設(shè)計(jì)的整體思想 .................................... 12 總流程圖與各部分流程圖 ................................ 12 總流程圖 ......................................... 12 電導(dǎo)率測量 ...................................... 13 溫度測量流程圖 .................................. 14 TDS 測量流程圖 .........................