【正文】 芯片，是采用 超 大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、 只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D轉(zhuǎn)換器 等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。 RS422 使用差分信號(hào)，差分傳輸使用兩根線發(fā)送和接收信號(hào)（共 4 線），對(duì)比 RS232，它能更好的抗噪聲和有更遠(yuǎn)的傳輸距離。符合本設(shè)計(jì)的要求，所以本設(shè)計(jì)采用DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器。限制了微機(jī)功能的擴(kuò)展；而且在溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)大范圍分布的系統(tǒng)中，模擬信號(hào)需長(zhǎng)距離傳輸，信號(hào)容易失真，抗干擾能力差。溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器 8 件，其種類最多，應(yīng)用最廣，發(fā)展最快。 圖 31 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖 485發(fā)送模塊 485接收模塊 51單片機(jī) 顯示模塊 溫度檢測(cè)模塊 測(cè)電阻模塊 51單片機(jī) 7 第 4 章 系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計(jì)與論證 電阻檢測(cè)模塊方案論證 相位測(cè)量方案的關(guān)鍵問(wèn)題是電阻測(cè)量方法的選擇 ： 方案一：串聯(lián)分壓原理 圖 41 串聯(lián)電路原理圖 根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，串聯(lián)電路上電壓與電阻成正比關(guān)系。厘米 (Ω電導(dǎo)度反映了水中含鹽量的多少，是水的純凈度的一個(gè)重要指標(biāo) 。礦山污水 導(dǎo)致人類周圍的水環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和危害著人類的健康。飲用水主要考慮對(duì)人體健康的影響，其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)除有物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)外，還有微生物指標(biāo)；對(duì)工業(yè)用水則考慮是否影響產(chǎn)品質(zhì)量或易于損害容器及管道。 水質(zhì)與水的導(dǎo)電率的相互關(guān)系 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，具有很大的使用和研究?jī)r(jià)值。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 對(duì)水資源的保護(hù)成為一項(xiàng)重要的工程。未經(jīng)處理而排放的工業(yè)廢水 其檢測(cè) 內(nèi)容可以是 pH 值 、 CODCr、高錳酸鹽指數(shù)、 BOD氨氮、砷、氟化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、總氮、總磷、糞大腸菌群、鉛、鎘、汞、鋅、銅、石油類、硫化物、六價(jià)鉻、氰化物等；地下水可以是 PH、總硬度、溶解性總固體、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氟化物、氯化物、硫酸鹽、陰離子表 面活性劑、氰化物、揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、銅、鉛、鋅、鐵、錳、鎘、總汞、總砷、硒、總大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)及礦化度等 電子設(shè)備檢測(cè)的因素 使用電子設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，主要是利用各類傳感器，對(duì)水中的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。超純水幾乎不能導(dǎo)電。厘米 1）。由 Z1*Z4=Z3*Z４ .在通過(guò)測(cè)量電位器電阻值，可得到 R４的值。 LM5 MAX6501MAX650是其典型代表。數(shù)字式溫度傳感器直接輸出數(shù)字測(cè)溫信號(hào) ，不但節(jié)約了微機(jī)的數(shù)條數(shù)據(jù) /控制線，而且省去了A/D 轉(zhuǎn)換、放大、濾波等電路，在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中信號(hào)不易失真，抗干擾能力強(qiáng)，所以本設(shè)計(jì)采用數(shù)字式溫度傳感器。因此無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)模塊即發(fā)揮了它的無(wú)線優(yōu)勢(shì)。在要求通信距離為 幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用 RS485 收發(fā)器。 引腳功能說(shuō)明 GND:地 P0 口： P0 口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O 口。對(duì) P1 端口寫“ 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。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。如下表為 P3口第二功能： /ALE PROG ：地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8位地址的輸出脈沖。 表 52 P3 口第二功能 引腳號(hào) 第二功能 12 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0（非） （外部中斷 0） INT1（非） （外部中斷 1） T0（定時(shí)器 0外部輸入） T1（定時(shí)器 1外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） PSEN : 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。 、本系統(tǒng)采用的單片最小系統(tǒng)原理圖 圖 52 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 此單片機(jī)最小系統(tǒng)由 AT89S52 單片機(jī)、時(shí)鐘電路及復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘利用單片機(jī)內(nèi)部一個(gè)高增益的反向放大器，把一個(gè)晶振和兩個(gè)電容器組成的自激震蕩電路接到 XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18腳）之間。 （ 2）、在 DS18B20 中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。 圖 53（ DS18B20 底視圖） 表 53 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 對(duì)于 DS18B20 寫 0時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫 1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 Rx和放電管放電，電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài) .其維持時(shí)間 TPL的長(zhǎng)短與電容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù) T放＝ RxC0隨著 C的放電，電容兩端電壓下降，當(dāng) uc下降到（ 1/3） Vcc時(shí)，輸出 out。 RS485 的電氣特性：邏輯 1以兩線間的電壓差為 +（ 26） V 表示；邏輯 0以兩線間的電壓差為 （ 26） V 表示。 (2)EMI 問(wèn)題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒(méi)有一個(gè)低阻的返回通道（信號(hào)地），就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。 在 RS485 組網(wǎng)過(guò)程中另一個(gè)需要主意的問(wèn)題是終端負(fù)載電阻問(wèn)題，在設(shè)備少距離短的情況下不加終端負(fù)載電阻整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能很好的工作但隨著距離的增加性能將降低。利用一只電容 C隔斷直流成分可以節(jié)省大部分功率。 RS485 用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。 字符液晶 1602 、 1602 液晶介紹 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的 點(diǎn)陣 字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，本設(shè)計(jì)就能看到字母“ A”。 7 DB0 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位） 8 DB1 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 21 9 DB2 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 10 DB3 底 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 11 DB4 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 12 DB5 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù) 據(jù)總線 5 位 13 DB6 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 14 DB7 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位）（也是 busy flag） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光 電源負(fù)極 本系統(tǒng)采用市場(chǎng)上常見的成本較低 1602 字符液晶為顯示設(shè)備，充分利用屏幕資源，建立動(dòng)態(tài)顯示界面，完成了良好的人機(jī)交互界面。 電源模塊 設(shè)計(jì) 、芯片的選擇 電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78 系列和負(fù)電壓輸出的 79系列。軟件的質(zhì)量直接影響整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)編輯軟件編輯出的源程序，必須用編譯程序匯編后生成目標(biāo)代碼。這種數(shù)字 化處理避免了由指針讀數(shù)引起的誤差。 結(jié)束語(yǔ) 本 系統(tǒng)編程采用 C語(yǔ)言，用單片機(jī) AT89S51 作系統(tǒng)核心，主要完成對(duì)顯示電路設(shè)計(jì)、485 通信電路，溫度檢測(cè)模塊等功能的設(shè)計(jì)。 27 致謝 語(yǔ) 經(jīng)過(guò)近 半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)論文是難以想象的。祝你們身體健康，工作順利。 //溫度值 /******************************************* 函數(shù)名稱 : delay_18B20 功 能 : 為 18b20 溫度轉(zhuǎn)換器提供延時(shí) 參 數(shù) : 延時(shí) i微秒 返回值 : 無(wú) ********************************************/ void delay_18B20(unsigned int i) { while(i)。 } /******************************************* 32 函數(shù)名稱 : ds1820rd 功 能 : 讀出 18b20 溫度轉(zhuǎn)換器中數(shù)據(jù) 參 數(shù) : 無(wú) 返回值 : dat 讀出的數(shù)據(jù) ********************************************/ uchar ds1820rd() { unsigned char i=0。 delay_18B20(10)。 delay_18B20(10)。 ds1820wr(0xcc)。 else { tvalue=~tvalue+1。 return(dataa)。 TMOD=0X20。 gao=TEMP/256。 txdata(di)。,39。,39。}。 SBUF=dat。 //ET0=0。 DE_RE=0。 RI=0。 RI=0。 EA=1。 } main() { int i=0,j=0。 long tvalue。,39。,39。 uchar table2[]={39。 if(recdata==0x66) { delay(2)。 //波特率 9600 TR1=1。 //等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢 TI=0。 } uchar rxdata() //接受 數(shù)據(jù) { uchar dataa。 tvalue=b。 ds1820rst()。 i0。i) { DQ = 0。 //延時(shí) DQ = 0。 uchar bai,shi,ge。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師以自己精專的知識(shí)，不斷地啟 發(fā)本設(shè)計(jì)，使本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行，也使得本設(shè)計(jì)自己的專業(yè)水平有很大程度的提高。 隨著科技的發(fā)展，工業(yè)發(fā)展進(jìn)入了新的時(shí)代，這種結(jié)構(gòu)具有接口簡(jiǎn)單和使用靈活等優(yōu)點(diǎn)。 因此 ， 通過(guò)測(cè)量水質(zhì)電阻 R 即可求出電導(dǎo)率 K。 系統(tǒng)主程序流程圖 下圖是系統(tǒng)溫度檢測(cè)主程序流程圖： 開始 初始化、設(shè)置常量 調(diào) DS18B20 初始化子 讀取轉(zhuǎn)換溫度值 調(diào)數(shù)據(jù)處理子程序 24 圖 61 溫度檢測(cè)模塊程序框圖 系統(tǒng)水電阻檢測(cè)主程序框圖： 圖 62 電阻檢測(cè)模塊程序框圖 開始 初始化 計(jì)算 R 的值 外部中斷， 555 定時(shí) 送 1602 顯示 結(jié)束 25 第七章 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果 調(diào)試方法 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要測(cè)量水質(zhì)，以及關(guān)于長(zhǎng)距離的通信。 （ 2）定程序框圖，即根據(jù)所選擇的計(jì)算方法制定框圖。該系列 集成穩(wěn)壓 IC型號(hào)中的 78或 79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7806 表示輸出電壓為正 6V， 7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。由于本次設(shè)計(jì)只需用到 LCD1602 的寫的功能，故干脆將其 5 管腳拉低。 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09