【正文】 } } 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 27 總體電路圖： TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U25551 2J1 CON2VCCB1C2E3Q1 8050Y1 12MHZe1d246c4a11b73829f10112h3g5ABCU4 LED3DE2C3B1Q2 PNPE2C3B1Q3 8550E2C3B18550PNPR1 470R2 470R3 470R4 470R5 470R6 470R7 470R8 R9 C122pfC2 22pfC3 103C4 104VCCVCCVCCC5 22ufS1 SWPB12J2 CON2VCCR1010kR1110k1122S2 SWSPSTP1.0/AIN012P1.1/AIN113P1.214P1.315P1.416P1.517P1.618P1.719RST/Vpp1P3.0/RXD2P3.1/TXD3P3.2/^INT06P3.3/^INT17P3.4/T08P3.5/T19P3.711XTAL24XTAL15GND10VCC20U? at89c2051VCCR13470Q5PNPD1 LEDR12470LS1SPEAKERVCC123DS2DS18b20R14VCCVCCDA GND湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 28 g an employment tribunal claim Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees. You may need to make a claim to an employment tribunal if: ? you don39。 ET0=1。 } TDS=*Ks。temp=1) {Ks=Kt/(+)。 val=val/2。m++) _nop_()。i0。 if(DQ) dat|=0x80。 for(m=0。 unsigned char dat。 flag=DQ。m15。 } bit Init_DS18B20(void) {uchar m。 if(i==21) { TR1=0。 delay(5)。 a2=(uchar)(count_buff%100/10)。amp。count7499) { count_buff=count/2510。 } if(count7000amp。amp。count3999) { count_buff=count/24。 // } if(count3500amp。amp。count1299) { count_buff=count/111*5。 } /******************************************/ void show_num(void) { uchar a1,a2,a3。 uchar code num[]={0xc0,0xed,0xb0,0xa4,0x8d,0x86,0x82,0xec,0x80,0x84}。 最后再一次感謝老師和同學對我的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 20 附 錄 程序： include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit D2= P1^7。從初稿到定稿，蔡老師不厭其煩的一次又一次的進行審查，指出論文中存在的問題。通過軟件算法補 償由于溫度變化引起的電導率值測量誤差，提高測量準確度。再次按下按鍵，清除數(shù)據(jù)，實行下一項測試。由測量所得的 TDS值軟件查找單片機 LED段碼表，找出相對應的段碼，再將查找出的段碼輸送至數(shù)碼管，數(shù)碼管根據(jù)接收到的段碼，選擇相應的字段進行顯示。單片機發(fā) skipROM命令，使傳感器能夠接收并響應之后系統(tǒng)發(fā)出啟動 T0、 T1 開 始 T0定時時間是否到 讀取 T1計數(shù)值 關(guān) T0、 T1 計算電導率 返回 計算頻率 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 13 的命令。測量結(jié)束后，關(guān)閉計數(shù)器，系統(tǒng)清零。數(shù)碼管顯示 TDS值。如圖 26所示： . 圖 26LED 數(shù)碼管引腳定義 此電路使用的是共陽極數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管，在應用時，將共陽數(shù)碼管公共端 COM接 +5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮，當為高電平時，對應字段就不亮。 溶液的溫度每升高 1℃，電導率增加約 2%，溫度校正系數(shù)與溫度成一元線性關(guān)系， 當測量溫度為 25℃ 左右時， 溫度補償公式為： Ks=Kt/[+)] 式中 Kt和 Ks分別為 t℃ 和 25℃下溶液的電導率 ， t為 測量時的 溫度。恒溫法原理簡單，測量效果好，但需要復雜的精密恒溫裝置，設(shè)備昂貴，難以推廣于實際的使用。 論文 TDS測試儀最終按以上公式進行程序設(shè)計計算。 輸出頻率 fo與電導 G(t)成正比，實現(xiàn)了電導率到輸出頻率的線性轉(zhuǎn)換。當端口 TR的電壓 V1VCC/3，電壓比較器 C2輸出 0， RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端為 1。有較大的電源電壓范圍。 測量電路如圖 23示。 K 為 25℃時水的電導率 （ S /m） 。因此，可得表 達式 [3]： S=l／ R=A／ （ ρ?L） =k?A／ L=k/θ 式中： S 是電導，單位為西門子 (s)； k 是電導率，單位為每厘米西門子 (δ?cm)1，或 S／ cm；θ =L/A為電極常數(shù)為電導池常數(shù) (cm1)。 傳感器 測量電路 單片機 數(shù)碼管顯示 按鍵 DS18b20 報警電路 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 4 TDS 值測量原理及電路 TDS值測量原理 TDS表 示 1升水中溶有多少毫克溶解性總固體，或者說 1升水中的離子總量。內(nèi)含通用閃速存儲單元和位中央處理器。 論文研究目標與主要研究內(nèi)容 論文研究目標： 本畢業(yè)論文研究的目標是 基于 AT89C2051單片機為核心器件，設(shè)計一個可測量水 TDS值的儀表， 論文主要研究的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)主要以下幾點： （ 1）根據(jù)系統(tǒng)要求，研究 TDS值的測量原理及其傳感器設(shè)計； （ 2）根據(jù) TDS值非線性特點，研究其補償方法，測量誤差小于 2%； （ 3）研究溫度與 TDS值的關(guān)系，研究溫度補償方法； （ 4）以 LED數(shù)碼管方式顯示測量結(jié)果； （ 5） 分析系統(tǒng)功能需求，設(shè)計各個硬件電路模塊電路圖及總體電路圖；設(shè)計系統(tǒng)各子程序流程圖及總體程序流程圖 。 電導率測量方法按有無電極分為有電極測量方法與無電極測量方法，其中有電極的電導率測量方法用的較多，按電極在測量電路中的位置可分為電流法、電橋法、分壓法、頻率法［ 1］ 。運用電解質(zhì)溶液導電產(chǎn)生電流，由電阻與電導率之間的關(guān)系公式，通過測量電阻間接求得 TDS數(shù)值 的方法。 TDS(溶解性總固體，又稱總含鹽量 ),測量單位為毫克 /升（ mg/L ） ,它表明 1升水中溶有多少毫克溶解性總固體，或者說 1升水中的離子總量。水質(zhì)檢測儀對幫助人們了解水質(zhì)情況起到了重要的作用。系統(tǒng) 引入了溫度測量環(huán)節(jié)，通過軟件算法補償因溫度變化 引起的測量誤差 。此測量方法，雖技術(shù)要求低，但操作步驟繁瑣，對測量環(huán)境要求高，抗干擾能力差，且測量時間長。根據(jù)其測量方法研制的儀器具有結(jié)構(gòu)簡單 、反應速度靈敏、實用性好和成本低廉的特點。頻率法：通過多諧振蕩電路將電導率轉(zhuǎn)化為頻率信號，電極作為振蕩電路的一部分。 設(shè)計原理是通過電導率測量電路中的探頭采集電導率信號，同時采用溫度傳感器DS18b20 測量水溫，將采集到的信號傳送到單片機并對這兩個信號進行處理，運用軟件算法補償?shù)姆椒?對 溫度 引起的 電導率測量的誤差進行補償，最后將補償后的結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。 AT89C2051開發(fā)應用系統(tǒng)的方法有兩種。 電導是電阻的倒數(shù) ， 用于衡量物質(zhì)導電能力的強弱。 由于 TDS與電阻之間存在直接聯(lián)系，電阻與電導率之間又有著顯著相關(guān)關(guān)系，因此電導率與 TDS之間存在著必然的聯(lián)系。 溫 度 升高，固體雜質(zhì)的溶解度 增大 ，電離度升高 ,離子 總量 增多， 粒子水化作用減弱，溶液粘度降低，運動阻力減小，離子熱運行加快， 使得 TDS變大。這一功能保證了電導率在大范圍測量時，輸出頻率 f具有很好的線性。 圖 24 555 定時器結(jié)構(gòu)圖 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 6 555 定時器中的 RS 觸發(fā)器和放電管都受比較器輸出電壓控制。 按指數(shù)規(guī)律下降，當 放電至Vc≤ 1／ 3Vcc 時，腳 2 內(nèi) 低限比較器反轉(zhuǎn)，引腳 3 再次輸出高電平， 電容再次充電 。本試驗中的 l =15mm， s=40mm? =60mm2，則ls =； C4= F。 在被測溶液固定的情況下，為了使所測電導率數(shù)值之間具有可比性，需要溶液統(tǒng)一在25℃這個基準溫度下的電導率進行比較以判斷水質(zhì)。但實際設(shè)計復雜，有局限性，很難找到一款與不同溶液有相同電導率溫度特性的熱敏電阻。 DS18b20 采集溫度數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換為相應數(shù)字信號，再將 轉(zhuǎn)換后的信號傳送給單片機，單片機接受信號并進行相應的數(shù)據(jù)處理后得到溫度值 。 如圖 27所示為顯示電路， ， 此數(shù)碼管為共陽級數(shù)碼管，所以需要外部低電平才能使相應的內(nèi)部二極管點亮。 S1SWPBP3.4 圖 29 按鍵電路 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 11 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)總體流程圖 系統(tǒng)軟件流程如圖 31所示。從而系統(tǒng)通過頻率輸出轉(zhuǎn)換得到電導率值。讀取采集到的溫度值，使用軟件擬合電導率和溫度的經(jīng)驗公式對測得的電導率及水溫進行數(shù)據(jù)處理 實現(xiàn) 溫度補償，直接得到補償后的 TDS值。 N Y N Y 圖 36 按鍵與報警流程框圖 開 始 位選擇 由 TDS 值查表段碼 送段碼至數(shù)碼管 返回 開始 是否有按鍵 是否偶數(shù)次按鍵 清零 鎖存 TDS值 報警提醒 返回 湖州師范學院求真學院本科畢業(yè)論文 16 第四章 實驗結(jié)果與結(jié)論 表 41 實驗測量結(jié)果 被測液 TDS值 （單位 :PPM） 自來水 120 純凈水 66 茶水 186 橙子 948 糖水 111 以上是對該水質(zhì)檢測儀器的實驗測試結(jié)果，測試時，取一定量的被測溶液，按下按鍵，系統(tǒng)初始化，將 探頭 浸入相關(guān)溶液中。 該水質(zhì)測量儀根據(jù)電極電導率測量法 研制， 由電解質(zhì)導電的原理，使用電阻測量法間接測量電導率，從而得到溶液 TDS 值。