【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)測報警器總體設(shè)計方案 5 裝置原理及功能說明 5 系統(tǒng)構(gòu)成電路圖 83系統(tǒng)各部件功能說明 9 信號采集 9 信號分析及輸出系統(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 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實物部件的組裝 30結(jié)論 33致謝 36參考文獻 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)運而生，特別是對水中日益增多的致病微生物與有毒有害的有機物等限值的嚴格要求，使得膜技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用越來越廣泛。眾所周知，這費用實在高的離譜。在當(dāng)今生活中，膜過濾技術(shù)一般用于家用飲水機或者工廠，水凈化工藝越來越受到人們的重視，而大規(guī)模改造現(xiàn)有水廠的生產(chǎn)工藝從經(jīng)濟上尚不可行。但是在國內(nèi)起步較晚，而這種應(yīng)用于飲水機的時時報警系統(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，但是不可能對飲用水中鑒別出的每種化合物都制定標準限值。如果科學(xué)依據(jù)不充分，就無法制定限值，即使是客觀上需要的限值，也只能暫不納入標準。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，必須進行經(jīng)常性的水質(zhì)監(jiān)測以及在特定情況下的水質(zhì)檢驗，從而基于標準限值評價飲用水的安全性。這種要求引起了兩個不同方向的發(fā)展：（1）對于儀器方法的精度、準確度，尤其檢出限要求越來越高，因為隨著水質(zhì)標準提高，水質(zhì)指標濃度越來越低，對于原來儀器方法的檢出限值提出了挑戰(zhàn)，促進儀器進一步改進發(fā)展，提高靈敏度和檢出限。此次標準的修訂，在我國城市供水水質(zhì)現(xiàn)狀和多年積累資料的基礎(chǔ)上，吸取了國外水質(zhì)標準的先進性和科學(xué)性，比較符合我國目前的發(fā)展需要。水質(zhì)標準包括各指標參數(shù)值的選擇確定方法、整個標準系統(tǒng)的建立等相關(guān)的豐富內(nèi)容。本論文是研制總結(jié)對信號輸入原理，單片機AY89C2051原理，語音芯片原理進行闡述，對裝置原理、電路簡捷的設(shè)計以達到推廣普及應(yīng)用的愿望。電化學(xué)（Electrochemistry），電池由兩個電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成，因而電化學(xué)的研究內(nèi)容應(yīng)包括兩個方面：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（簡稱電極）：實驗室常用的電導(dǎo)電極為白金電極或鉑黑電極。 比例常數(shù)ρ叫做電阻率。語音存儲發(fā)光報警AT89C2051比較器 放大電路電極采集信息揚聲器啟動開關(guān)水流進水流出水桶語音芯片驅(qū)動聲音報警啟動聲光報警電路開始報警LED發(fā)光報警開始分析信號是否正常語音芯片是否繁忙發(fā)出聲音報警是否按下復(fù)位熄滅LED 關(guān)閉SPKRETI NY NYYN 系統(tǒng)構(gòu)成電路圖本設(shè)計課題的基本內(nèi)容是電化學(xué)測量飲用水的導(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)變化時時報警系統(tǒng)原理圖如下圖所示3系統(tǒng)各部件功能說明該水質(zhì)監(jiān)測報警器是有電極作為信號采集，經(jīng)過LM339電壓比較器與給定電壓比較器給單片機AT89C2051發(fā)送輸入信號，當(dāng)水質(zhì)不達標將信號傳送給單片機單片機經(jīng)過分析發(fā)出聲光報警信號，驅(qū)動WT588DU芯片有揚聲器發(fā)出聲音報報警，LED發(fā)光報警。因此當(dāng)兩個電極（通常為鉑電極或鉑黑電極）插入溶液中，可以測出兩電極間的電阻R。電極全部侵入到溶液中，以比便測量信號的不準確。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)的運算放大器。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。AT89C2051提供以下標準功能：2K字節(jié)閃速存儲器，128字節(jié)RAM，15根I/O口，兩個16位定時器，一個五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，一個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算機是大規(guī)模集成電路技術(shù)的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計算機，而單片機則是微型計算機的一個分支。通用型單片機是一種基本芯片，它的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強，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AT89C205189系列單片機有AT89C系列的標準型及抵擋型，還有AT89S系列的高檔型。AT89C2051是一帶有2KBFLASH可編程、可檫除只讀存儲器的低壓、高性能8位CMOS微型計算機，它采用ATMEL的高密非易失存儲器技術(shù)制造，不并和工業(yè)標準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硬件復(fù)位。P1口輸出緩沖器可吸入20mA電流可直接驅(qū)動LED。他作為一個通用I/O口但不可訪問，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號，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，如果對其進行讀訪問一般返回為隨機數(shù)，寫訪問也不確定。但是在使用某些有關(guān)指令進行編程時，需要注意一些事項。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)知的程序錯誤。此時，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)硬件禁止對內(nèi)部RAM的讀寫，但允許對端口的訪問，要消除硬件復(fù)位終止空閑模式對端口意外寫入的可能，原則上進入空閑模式指令的下一條指令不 應(yīng)對端口引腳或外部存儲器進行訪問。內(nèi)部地址計數(shù)器：AT89C2051內(nèi)部包含一個PEROM編程地址計數(shù)器，它總在RST上升沿來時復(fù)位到00H，并在XTAL1引腳上出現(xiàn)正跳變脈沖時進行加1計數(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，可對整個2K字節(jié)陣列全部編程，直到目標文件結(jié)束。程序校驗：如果加密位LBLB2沒有進行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過校驗數(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。bit容量的SPIFlash（注：1byte=8bit）；采用WT588D20SS語音芯片當(dāng)作主控核心；內(nèi)嵌獨特的人聲語音處理器，使語音表現(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)定顯示語音播放狀態(tài)信號的BUSY輸出方式；最多可加載500段用于編輯的語音；220段可控制地址位，單個地址位最多可加載128段語音，地址位內(nèi)的語音組合播放；語音播放停止馬上進入休眠模式；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號簡述功能描述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)動揚聲器。信號輸入比較采集選用LM339電壓比較器，通過電極傳入電壓信號與給定電壓進行比較，輸出信號。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） 電極與飲水機部分的安裝飲水機與電極部分的安裝主要靠接一個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， 注意事項：（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量電極緊固件測量電纜測量電極螺紋座測量電極 電極安裝圖結(jié)論 本設(shè)計介紹了用單片機實現(xiàn)控制監(jiān)測水質(zhì)的方案，畢業(yè)設(shè)計是我們作為學(xué)生在學(xué)習(xí)階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一種綜合應(yīng)用，是一種綜合的再學(xué)習(xí)、再提高的過程，這一過程對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和獨立思考及工作能力也是一個培養(yǎng)，同時畢業(yè)設(shè)計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)計這一環(huán)節(jié)，加強了對畢業(yè)設(shè)計工作的指導(dǎo)和動員教育。社會是在不斷的變化、發(fā)展的，眼下社會變革迅速，對人才的要求也越來越高，要用發(fā)展的眼光看問題，要學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會創(chuàng)新，學(xué)會適應(yīng)社會的發(fā)展要求。編程軟件技術(shù)更是工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域不可缺少的一部分，單片機仍然處于不斷的發(fā)展之中其功能不斷爭強，更為開放，它不但是單機自動化中應(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)中也占有不可動搖的地位。在設(shè)計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。通過畢業(yè)設(shè)計，我對單片機等有了一定的認識，這是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。由于社會生活的變革和科技進步對社會及個人的影響，認為學(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、能力和素質(zhì)基礎(chǔ)，學(xué)生的發(fā)展高于一切。理論與實際相結(jié)合，不僅包括課堂上學(xué)的有關(guān)知識要與技能訓(xùn)練相結(jié)合，還包括要引導(dǎo)學(xué)生了解和接觸社會實際的內(nèi)容。而增加畢業(yè)設(shè)計這一環(huán)節(jié)，通過合理選擇課題，引導(dǎo)學(xué)生有意識地系統(tǒng)運用所學(xué)知識和技能，去分析思考，有助于理論知識與實踐有機的結(jié)合。參考文獻[1]童詩白、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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