【正文】 alize longdistance transmission. After a host data processing and conversion, the temperature value through the character LCD 1602LCD display. This design has the advantages of simple structure, flexible use, has great application and research value. [ Key words ] water quality monitor Ne555 timer multivibrator temperature collection RS485 munication protocol 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。隨著科技的發(fā)展，水污染越來(lái)越嚴(yán)重。近年來(lái)由于本設(shè)計(jì)國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的迅猛發(fā)展，每年的廢水也不斷增加，其中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的來(lái)源主要有： 5 第 2章 水質(zhì)檢測(cè)的因素 一般水質(zhì)監(jiān)測(cè)的因素 水質(zhì)檢測(cè)是指對(duì)水樣的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試 ， 可以根據(jù)這些指標(biāo)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分類，對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行判斷和綜合評(píng)價(jià) 。因此水的導(dǎo)電率越 低。電阻率(P的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率 (x)(單位為記作歐姆 1由公式 RX=UX/（ U0/RO） 方案二：利用直流電橋平衡 原理的方案 圖 42 電橋 其中 Z1， Z2，為可變電位器， Z3為已知電阻， Z4 為被測(cè)電阻，根據(jù)電路平衡原理，不斷調(diào)節(jié)電位器，使得電表指針指向正中間。 方案一 ： 在許多應(yīng)用中，本設(shè)計(jì)并不需要嚴(yán)格測(cè)量溫度值，只 關(guān)心溫度是否超出了一個(gè)設(shè)定范圍，一旦溫度超出所規(guī)定的范圍，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇、空調(diào)、加熱器或其他控制設(shè)備，此時(shí)可選用邏輯輸出式溫度傳感器。 方案三：如果采用數(shù)字式接口的溫度傳感器，上述設(shè)計(jì)問(wèn)題將得到簡(jiǎn)化。使用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，對(duì)于長(zhǎng)距離傳輸，帶來(lái)了很大的便利。 在 RS422 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， EIA 研究出了一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度 RS485 總線標(biāo)準(zhǔn)。 89S51 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR 的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。 XTAL2: 振蕩器反相放大器的輸出端。 DS18B20 產(chǎn)品的特點(diǎn)： （ 1） 、只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 、 DS18B20 的引腳介紹 TO－ 92封裝的 DS18B20 的引腳排列見(jiàn)圖 1，其引腳功能描述見(jiàn)表 53。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 圖 55 DS18B20 的讀時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的寫(xiě)時(shí)序仍然分為寫(xiě) 0時(shí)序和寫(xiě) 1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。充電時(shí)間常數(shù) T充 =（ R4＋ Rx） C。所以現(xiàn)在大多數(shù)全雙工 485 驅(qū)動(dòng) /接收器對(duì)都是標(biāo)： RS422/485 的，因?yàn)槿p工 RS485 的驅(qū)動(dòng) /接收器對(duì)一定可以用在 RS422 網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中 共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口。下列幾種情況易產(chǎn)生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過(guò)多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過(guò)長(zhǎng)的分支線引出到總線。另外一種比較省電的匹配方式是 RC匹配。 市場(chǎng)上一般 RS485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。只需要一個(gè)信號(hào)控制 MAX485 的接收和發(fā)送即可。 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。設(shè)計(jì)中 由于 I/O 口充足， 所以 采用的是并口傳 22 輸方式數(shù)據(jù)和命令端口接單片機(jī)的 P0 端口上，因?yàn)?LCD 只是顯示不需要讀取內(nèi)容，所以設(shè)計(jì)中的 WR 管腳只寫(xiě)不讀， RS 命令和數(shù)據(jù)管腳接在單片機(jī)的 管腳，使能端 E接在單片機(jī)的 ，實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)可以正確顯示內(nèi)容。 、電源模塊電路 圖 516 電源模塊電路圖 23 第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)所能接受的語(yǔ)言把所需解決問(wèn)題的步驟逐一描述出來(lái)，也就是編制計(jì)算機(jī)的程序，在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，軟件的編制是重要環(huán)節(jié)。 （ 4）程序調(diào)試。調(diào)試過(guò)程利用單片機(jī) P3 口的 引腳接到 555 時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器的輸出腳，將 555 多謝振蕩器的頻率信號(hào) f 送到單片機(jī)，然后單片機(jī)的定時(shí)器測(cè)量振蕩電路的振蕩周期，再求電阻值。 26 水溫的檢測(cè) 表 用水質(zhì)監(jiān) 測(cè)儀及溫度計(jì)所測(cè)自來(lái)水溫度 序列 溫度℃ 測(cè)量器材 1 2 3 4 水質(zhì)檢測(cè)儀 溫度計(jì) 由此表可知，雖然數(shù)據(jù)有差別，但是在誤差范圍允許之內(nèi)，因此本次設(shè)計(jì)對(duì)溫度的檢測(cè)是正確的。因此，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和使用具有很大的應(yīng)用價(jià)值。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為本設(shè)計(jì)打下牢固的專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)論文才會(huì)順利完成。 uint tvalue,tvalue1,tvalue2,TEMP。 //拉高 delay_18B20(40)。 //給脈沖信號(hào) if(DQ) dat|=0x80。0x01。//*啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 */ ds1820rst()。 if(tvalue0x0fff) tflag=0。 RI=0。 //串口工作方式初始化 34 PCON=0X00。 TEMP=tvalue。 } if(recdata==0x77) { delay(2)。139。539。939。 void txdata(unsigned char dat) { DE_RE=1。 //EX0=0。 //波特率 9600 TR1=1。 txdata(0x77)。 delay(20)。 TL1=0XFD。 init_1602()。 //溫度值 為傳送信號(hào)聲明 uchar bai,shi,ge。839。439。039。 txdata(gao)。 DE_RE=0。 DE_RE=0。 while(!RI)。 tvalue=8。 ds1820wr(0xcc)。 i) { DQ = 0。 //給脈沖信號(hào) dat=1。 //DQ 拉低 delay_18B20(100)。 uchar tflag。 除了任志山老師的專業(yè)水平外，其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神對(duì)本設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響。由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)在一些較大型的工業(yè)過(guò)程控制、自動(dòng)控制等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 ） 本次測(cè)試的導(dǎo)體長(zhǎng)度為 100cm，有效橫截面積為 1cm2 由公式 K=（ 1/P） *θ = （ 1/P） * （ L/A ） 可計(jì)算出某一電阻值對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率 調(diào)試結(jié)果如下表一所示 表 電導(dǎo)率與水質(zhì) 水質(zhì) 自來(lái)水 醋 肥皂水（生活污水） 電阻 Ω 53168 2223 31835 電導(dǎo)率 根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，本系統(tǒng)能夠根據(jù)電阻值區(qū)分出不同的水質(zhì) ，不同的水質(zhì)，其電阻不一樣，水質(zhì)越純，其電阻越大，導(dǎo)電率越小。根據(jù)測(cè)試原理分析，就是對(duì)水質(zhì)進(jìn)行電阻及溫度測(cè)量。 （ 3）根據(jù)程序的流程圖和指令系統(tǒng)編寫(xiě)出程序。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。單片機(jī) 口作為數(shù)據(jù) /命令選擇端 RS輸入， 口作為使能端 E輸入。 4 RS RS為寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時(shí)選擇指令寄存器。 RO 和 DI 端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的 RXD 和 TXD 相連即可； /RE 和 DE 端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng) /RE 為邏輯 0 時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng) DE 為邏輯 1 時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)?MAX485 工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可； A端和 B 端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端 ,當(dāng) A 引腳的電平高于 B 時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1；當(dāng) A 的電平低于 B 端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。 RS485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。相當(dāng)于電纜特性阻抗的電阻，因?yàn)榇蠖鄶?shù)雙絞線電纜特性阻抗大約在 100～ 120Ω。有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高，其不良 影響會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降。而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工 作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個(gè)原因： (1)共模干擾問(wèn)題： RS485 接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來(lái)檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了。 RS422，在 RS232 后推出，使用 TLL 差動(dòng)電平表示邏輯，就是兩根的電壓差表示邏輯， RS422 定義為全雙工的，所以最少要 4根通信線（一般額外地多一根地線），一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)最多 10 個(gè)接收器（即接收器為 1/10 單位負(fù)載），通訊距離與通訊速率有關(guān)系，一般距離短時(shí)可以使用高速率進(jìn)行通信，速率低時(shí)可以進(jìn)行較遠(yuǎn)距 離通信，一般可達(dá)數(shù)百上千米。 根據(jù)５５５定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)，產(chǎn)生脈沖波形，通過(guò)單片機(jī)讀取高低電平得出頻率，通過(guò)公式換算得到電阻值。 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在 15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 、 DS18B20 的使用方法 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89S51 單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，本設(shè)計(jì)必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問(wèn)。 （ 5）、數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9 位到 12位選擇。 溫度傳感器的簡(jiǎn)介 、 DS18B20 基本知識(shí) DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。在 flash 編程期間， EA 也接收 12伏 VPP 電壓。這一位置“ 1”， ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或 MOVC 指令時(shí)有效。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi) 部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。對(duì) P2 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在 flash編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 9 表 常見(jiàn)的三種串口通信性能比較 RS232 RS422 RS485 功能 全雙工 全雙工 半雙工 傳輸方式 單端 差分 差分 最大速率 20kbit/s 10kbit/s 10kbit/s 最大距離 15m 1200m 1200m 抗干擾能力 弱 強(qiáng) 強(qiáng) 常用接口芯片 MAX232 MAX422 MAX485 10 第 5 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)及其他器件的功能介紹及原理 、單片機(jī)功能簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成在 電路