【正文】 not detect such deterioration will give people a healthy life problems. This water quality alarm system in foreign countries at relatively early development, now has bee a mature. But in China started relatively late, and the alarm system applied to the drinking machine is not widely used.This design including the use of conductivity sensor for the detection of water quality, data analysis of alarm control of the speech output consists of a single chip, so as to achieve the purpose of reminding people to deterioration of water quality, timely replacement of filter equipment, to ensure that people39。voice chip目 錄摘 要 iABSTRACT ii目 錄 iii1緒論 12水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)警器總體設(shè)計(jì)方案 5 裝置原理及功能說(shuō)明 5 系統(tǒng)構(gòu)成電路圖 83系統(tǒng)各部件功能說(shuō)明 9 信號(hào)采集 9 信號(hào)分析及輸出系統(tǒng) 11 中心控制裝置 14 主要性能 15 引腳功能說(shuō)明 17 振蕩器特征 18 特殊功能寄存器 19 聲音控制模塊 23 應(yīng)用方框圖 25 管腳描述 25 電氣參數(shù) 27 音頻輸出線路設(shè)計(jì) 284 主要部件選型及參數(shù) 29 芯片 29 電阻 29 晶振的選擇 29 三極管的選擇 295實(shí)物部件的組裝 30結(jié)論 33致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄 38iv1緒論生活飲用水水質(zhì)與人們的身體健康和日常生活緊密相關(guān)。在這種背景下，膜分離技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，特別是對(duì)水中日益增多的致病微生物與有毒有害的有機(jī)物等限值的嚴(yán)格要求，使得膜技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。眾所周知，這費(fèi)用實(shí)在高的離譜。在當(dāng)今生活中，膜過(guò)濾技術(shù)一般用于家用飲水機(jī)或者工廠，水凈化工藝越來(lái)越受到人們的重視，而大規(guī)模改造現(xiàn)有水廠的生產(chǎn)工藝從經(jīng)濟(jì)上尚不可行。但是在國(guó)內(nèi)起步較晚，而這種應(yīng)用于飲水機(jī)的時(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)上未普遍應(yīng)用。目前，在水中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2000 多種類別的化學(xué)污染物，在飲用水中已鑒別出數(shù)百種污染物，但是不可能對(duì)飲用水中鑒別出的每種化合物都制定標(biāo)準(zhǔn)限值。如果科學(xué)依據(jù)不充分，就無(wú)法制定限值，即使是客觀上需要的限值，也只能暫不納入標(biāo)準(zhǔn)。為使制定的限值具有可行性，在飲用水中已存在的化學(xué)物質(zhì)濃度范圍也是確定限值數(shù)值時(shí)必須考慮的關(guān)鍵因素。為了確保飲用水水質(zhì)安全，必須進(jìn)行經(jīng)常性的水質(zhì)監(jiān)測(cè)以及在特定情況下的水質(zhì)檢驗(yàn)，從而基于標(biāo)準(zhǔn)限值評(píng)價(jià)飲用水的安全性。這種要求引起了兩個(gè)不同方向的發(fā)展：（1）對(duì)于儀器方法的精度、準(zhǔn)確度，尤其檢出限要求越來(lái)越高，因?yàn)殡S著水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高，水質(zhì)指標(biāo)濃度越來(lái)越低，對(duì)于原來(lái)儀器方法的檢出限值提出了挑戰(zhàn)，促進(jìn)儀器進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)展，提高靈敏度和檢出限。此次標(biāo)準(zhǔn)的修訂，在我國(guó)城市供水水質(zhì)現(xiàn)狀和多年積累資料的基礎(chǔ)上，吸取了國(guó)外水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和科學(xué)性，比較符合我國(guó)目前的發(fā)展需要。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)包括各指標(biāo)參數(shù)值的選擇確定方法、整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的建立等相關(guān)的豐富內(nèi)容。本論文是研制總結(jié)對(duì)信號(hào)輸入原理，單片機(jī)AY89C2051原理，語(yǔ)音芯片原理進(jìn)行闡述，對(duì)裝置原理、電路簡(jiǎn)捷的設(shè)計(jì)以達(dá)到推廣普及應(yīng)用的愿望。電化學(xué)（Electrochemistry），電池由兩個(gè)電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成，因而電化學(xué)的研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括兩個(gè)方面：一是電解質(zhì)的研究，即電解質(zhì)學(xué)，其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等，其中電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)研究常稱作電解質(zhì)溶液理論；另一方面是電極的研究，即電極學(xué)，其中包括電極的平衡性質(zhì)和通電后的極化性質(zhì)，也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學(xué)行為。電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。電導(dǎo)電極（簡(jiǎn)稱電極）：實(shí)驗(yàn)室常用的電導(dǎo)電極為白金電極或鉑黑電極。 比例常數(shù)ρ叫做電阻率。語(yǔ)音存儲(chǔ)發(fā)光報(bào)警AT89C2051比較器 放大電路電極采集信息揚(yáng)聲器啟動(dòng)開(kāi)關(guān)水流進(jìn)水流出水桶語(yǔ)音芯片驅(qū)動(dòng)聲音報(bào)警啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警LED發(fā)光報(bào)警開(kāi)始分析信號(hào)是否正常語(yǔ)音芯片是否繁忙發(fā)出聲音報(bào)警是否按下復(fù)位熄滅LED 關(guān)閉SPKRETI NY NYYN 系統(tǒng)構(gòu)成電路圖本設(shè)計(jì)課題的基本內(nèi)容是電化學(xué)測(cè)量飲用水的導(dǎo)電率與可編程控制器PLC技術(shù)相結(jié)合制作飲用水水質(zhì)變化時(shí)時(shí)報(bào)警系統(tǒng)原理圖如下圖所示3系統(tǒng)各部件功能說(shuō)明該水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)警器是有電極作為信號(hào)采集，經(jīng)過(guò)LM339電壓比較器與給定電壓比較器給單片機(jī)AT89C2051發(fā)送輸入信號(hào)，當(dāng)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)將信號(hào)傳送給單片機(jī)單片機(jī)經(jīng)過(guò)分析發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)WT588DU芯片有揚(yáng)聲器發(fā)出聲音報(bào)報(bào)警，LED發(fā)光報(bào)警。因此當(dāng)兩個(gè)電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測(cè)出兩電極間的電阻R。電極全部侵入到溶液中，以比便測(cè)量信號(hào)的不準(zhǔn)確。18V，消耗電流小，Icc=，輸入失調(diào)電壓小，V=177。LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開(kāi)路。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。AT89C2051提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)RAM，15根I/O口，兩個(gè)16位定時(shí)器，一個(gè)五向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，一個(gè)精密模擬比較器以及兩種可選 的軟件節(jié)電工作方式?，F(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計(jì)算機(jī)，而單片機(jī)則是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支。通用型單片機(jī)是一種基本芯片，它的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需求。本電路所使用的是通用型的單片機(jī)AT89C205189系列單片機(jī)有AT89C系列的標(biāo)準(zhǔn)型及抵擋型，還有AT89S系列的高檔型。AT89C2051是一帶有2KBFLASH可編程、可檫除只讀存儲(chǔ)器的低壓、高性能8位CMOS微型計(jì)算機(jī)，它采用ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)器技術(shù)制造，不并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。掉電方式保存RAM內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。P1口輸出緩沖器可吸入20mA電流可直接驅(qū)動(dòng)LED。他作為一個(gè)通用I/O口但不可訪問(wèn)，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)，P3口緩沖器可吸入20mA電流。RST：復(fù)位輸入。 振蕩器特征：XTALXTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示。并非存儲(chǔ)區(qū)中所有的地址單元都被占用，未占用的地址單元亦不能使用，如果對(duì)其進(jìn)行讀訪問(wèn)一般返回為隨機(jī)數(shù)，寫(xiě)訪問(wèn)也不確定。但是在使用某些有關(guān)指令進(jìn)行編程時(shí)，需要注意一些事項(xiàng)。CJNE[….]、DJNZ[….]、JB、JNB、JC、JNC、JBC、JZ、JNZ等這些條件轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制引起不可預(yù)知的程序錯(cuò)誤。此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。在這種情況下片內(nèi)硬件禁止對(duì)內(nèi)部RAM的讀寫(xiě)，但允許對(duì)端口的訪問(wèn)，要消除硬件復(fù)位終止空閑模式對(duì)端口意外寫(xiě)入的可能，原則上進(jìn)入空閑模式指令的下一條指令不 應(yīng)對(duì)端口引腳或外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)。內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器：AT89C2051內(nèi)部包含一個(gè)PEROM編程地址計(jì)數(shù)器，它總在RST上升沿來(lái)時(shí)復(fù)位到00H，并在XTAL1引腳上出現(xiàn)正跳變脈沖時(shí)進(jìn)行加1計(jì)數(shù)。其它引腳置空，等待至少10Ms以上。5．置RST端為+12V，激活編程。9．重復(fù)5至8，可對(duì)整個(gè)2K字節(jié)陣列全部編程，直到目標(biāo)文件結(jié)束。程序校驗(yàn)：如果加密位LBLB2沒(méi)有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過(guò)校驗(yàn)數(shù)據(jù)線讀?。菏筊ST從“L”變?yōu)椤癏”，復(fù)位內(nèi)部的地址計(jì)數(shù)器為000H。重復(fù)3到4步驟，即可將全部單元的數(shù)據(jù)讀取。（001H）=21H聲明為89C2051單片機(jī)。bit容量的SPIFlash（注：1byte=8bit）；采用WT588D20SS語(yǔ)音芯片當(dāng)作主控核心；內(nèi)嵌獨(dú)特的人聲語(yǔ)音處理器，使語(yǔ)音表現(xiàn)極為自然悅耳；內(nèi)置13Bit/DA轉(zhuǎn)換器，以及12Bit/PWM音頻處理，確保高品質(zhì)語(yǔ)音輸出；支持加載6K～22KHz采樣率WAV音頻；，推挽電流充沛；支持DAC/PWM兩種輸出方式；支持按鍵控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式；按鍵控制模式底下可以設(shè)置多種IO口觸發(fā)方式；任意設(shè)定顯示語(yǔ)音播放狀態(tài)信號(hào)的BUSY輸出方式；最多可加載500段用于編輯的語(yǔ)音；220段可控制地址位，單個(gè)地址位最多可加載128段語(yǔ)音，地址位內(nèi)的語(yǔ)音組合播放；語(yǔ)音播放停止馬上進(jìn)入休眠模式；配套WT588D WT588DU封裝圖 應(yīng)用方框圖WT588DUBUSY輸出輸入端USB下載音頻輸出 WT588DU方框圖 管腳描述 WT588DU管腳描述封裝引腳引腳標(biāo)號(hào)簡(jiǎn)述功能描述1NCNC空2NCNC空3NCNC空4NCNC空5NCNC空6NCNC空7RESETTESET復(fù)位腳8DACDAC音頻輸出腳需外接功放才能驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。信號(hào)輸入比較采集選用LM339電壓比較器，通過(guò)電極傳入電壓信號(hào)與給定電壓進(jìn)行比較，輸出信號(hào)。上拉電阻的作用是防止毛刺干擾的通常做法 晶振的選擇：石英晶體振蕩器的震蕩頻率為0到24MHZ，此處取12MHZ。25V45VMax~特征頻率（1） 控制盒與電極間的接線安裝電極引出四根導(dǎo)線分別為紅、黑、黃、白，四根導(dǎo)線，分別對(duì)應(yīng)控制盒引出四條導(dǎo)線。 電極與控制板接線圖 下圖為制作裝置盒的參數(shù)10cm15cm5cm指示燈與電極接線（紅黑白黃） 裝置盒的尺寸（2） 電極與飲水機(jī)部分的安裝飲水機(jī)與電極部分的安裝主要靠接一個(gè)四分的三通管電極的安裝要避免電導(dǎo)池間出現(xiàn)氣泡或死水造成數(shù)據(jù)的失準(zhǔn)， 注意事項(xiàng)：（1）電極應(yīng)安裝在管路中流速穩(wěn)定且不易產(chǎn)生氣泡處。下圖為電極的裝圖水流入水流出測(cè)量電極緊固件測(cè)量電纜測(cè)量電極螺紋座測(cè)量電極 電極安裝圖結(jié)論 本設(shè)計(jì)介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制監(jiān)測(cè)水質(zhì)的方案，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們作為學(xué)生在學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過(guò)程，這一過(guò)程對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考及工作能力也是一個(gè)培養(yǎng)，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的水平也反映了大學(xué)教育的綜合水平，因此學(xué)校十分重視畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，加強(qiáng)了對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的指導(dǎo)和動(dòng)員教育。社會(huì)是在不斷的變化、發(fā)展的，眼下社會(huì)變革迅速，對(duì)人才的要求也越來(lái)越高，要用發(fā)展的眼光看問(wèn)題，要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)創(chuàng)新，學(xué)會(huì)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展要求。編程軟件技術(shù)更是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域不可缺少的一部分，單片機(jī)仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷爭(zhēng)強(qiáng)，更為開(kāi)放，它不但是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣泛的控制設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)等有了一定的認(rèn)識(shí)，這是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。由于社會(huì)生活的變革和科技進(jìn)步對(duì)社會(huì)及個(gè)人的影響，認(rèn)為學(xué)校能滿足人生所有教育需要的理性主義幻想已經(jīng)破滅。學(xué)校教育要為學(xué)生的終身發(fā)展提供相應(yīng)的知識(shí)、能力和素質(zhì)基礎(chǔ)，學(xué)生的發(fā)展高于一切。理論與實(shí)際相結(jié)合，不僅包括課堂上學(xué)的有關(guān)知識(shí)要與技能訓(xùn)練相結(jié)合，還包括要引導(dǎo)學(xué)生了解和接觸社會(huì)實(shí)際的內(nèi)容。而增加畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，通過(guò)合理選擇課題，引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地系統(tǒng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，去分析思考，有助于理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合。參考文獻(xiàn)[1]童詩(shī)白、華成英.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）.高等教育出版社， 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