【正文】 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 } show_num()。temp=20) {Ks=Kt/(+)。m40。 } /***************************************************** 函數(shù)功能：向 DS18B20寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù) 入口參數(shù)： dat ***************************************************/ WriteOneChar(uchar val) {unsigned char i,m,b。m++) _nop_()。time50。 } TH0=(6553650000)/ 256。 led2=0。count8999) { count_buff=count/47*2。amp。 // } if(count4300amp。count1799) { count_buff=count/116*5。y110。 感謝我的同學(xué)和朋友們，在學(xué)習(xí)和生活上都給予了我很多的幫助，同時也感謝學(xué)院提供給我們的良好的研究制作畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。本 水質(zhì)檢測儀 系統(tǒng) 以 AT89C2051 單片機(jī)為核心，利用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率信號在線采集，由電導(dǎo)率信號采集電路、溫度補(bǔ)償電路、控制電路、數(shù)碼管顯示電路和報警電路組成。 TDS值測量流程框圖，如圖 34所示。系統(tǒng)進(jìn)行初始化 , 當(dāng)按鍵開始測量時，計數(shù)器開始工作，測量并計算電導(dǎo)率的數(shù)值，讀取溫度值，對采集來的溫度信號運(yùn)用軟件算法補(bǔ)償?shù)姆椒▽囟犬a(chǎn)生的電導(dǎo)率測量誤差進(jìn)行補(bǔ)償，運(yùn)用軟件算法對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算 ， 按鍵鎖定計算結(jié)果，最后將計算得到的結(jié)果存儲并顯示在數(shù)碼管上。 共陽極數(shù)碼管工作原理 本設(shè)計采用 3 位八段數(shù)碼管，數(shù)碼管是一種以發(fā)光二極管為基本單元的半導(dǎo)體發(fā)光器件。因此，溶液在電導(dǎo)率測定時，要求被測溶液溫度調(diào)至 25℃，但實(shí)際測量過程往往受各種因素影響，無法將溶液樣品溫度控制 并穩(wěn)定在基準(zhǔn)溫度范圍內(nèi)，此時，對測量所得結(jié)果，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。如此以上過程反復(fù)循環(huán)， 周而復(fù)始 形 成振蕩輸出 fo。 T R I G2Q3R4C V ol t5T H R6D IS7VCC8GND1U255512J1C O N 2V C CB1C2E3Q1805 0C3103C4104P 圖 23TDS 值測量電路 555 定時器是由電壓比較器， RS 觸發(fā)器，放電管，相同大小的串聯(lián)電阻和輸出端組成。通過表達(dá)式可知，當(dāng)測量儀器固定時，電阻只與電導(dǎo)率有關(guān)，又由于電阻只與 TDS有關(guān)，因此 TDS只與電導(dǎo)率有關(guān)。配備一個編程器，編輯程序，進(jìn)行編譯，實(shí)行固化，將其插到電路板試驗(yàn)，重復(fù)之前的操作，此調(diào)試方法存在對片內(nèi) RAM的信息無法清楚的缺點(diǎn)。測得的結(jié)果精度高，并且可遠(yuǎn)程傳輸。 電極法測量 TDS是一種電化學(xué)分析方法，儀器測量時，將電極置于溶液中，使用交流電源 ，通過測量電流的大小得到溶液的電阻率，由于溫度影響電導(dǎo)率的測量，因此采用熱敏電阻對溫度進(jìn)行補(bǔ)償。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 2020 屆 題 目 基于 AT89C2051 的 TDS 水質(zhì)測試儀 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 論文字?jǐn)?shù) 完成日期 20201220 基于 AT89C2051 的 TDS 水質(zhì)測試儀 本科畢業(yè)論文 II 摘 要： 近些年來水環(huán)境的污染使得人們對水質(zhì)越來越關(guān)注。運(yùn)用軟件擬合電導(dǎo)率和溫度的經(jīng)驗(yàn)公式的方法補(bǔ)償溫度系數(shù)呈現(xiàn)非線性的高純水。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易做成便攜式電導(dǎo)儀。用普通仿真器仿真 2051,便 于 調(diào)試，但存在差距?？捎?通過測量電導(dǎo)率估算 TDS，溶解固體與電導(dǎo)之間的關(guān)系 經(jīng)驗(yàn)公式 如下 [4]: TDS = ( ~ )?K 式中 : TDS 為水中溶解固體 （ m g /L） 。有兩個基準(zhǔn)電壓，分別為 VCC/3， 2VCC/3。 經(jīng)分析 得出以下公式 [5]： f0=(t) G(t)=1 /Rx一電極實(shí)測的電導(dǎo)值； K0= 一電導(dǎo)一頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)。 恒溫法 是將被測水 樣恒溫到 25℃，測得其基準(zhǔn)溫度下的電導(dǎo)率。每一顯示筆劃用一個字母對應(yīng)表示， DP是小數(shù)點(diǎn)。測量過程中，為了 方便 測量儀器 的使用 ，當(dāng)儀器浸入溶液 測量成功后 ，系統(tǒng)接受相應(yīng)數(shù)據(jù) 并 發(fā)出報警 信號，提醒使用者測量完成 。 開 始 初始化 發(fā)讀取溫度命令 讀取溫度值 發(fā) skipROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令 數(shù)據(jù)處理 發(fā) skipROM 命令 返回 本科畢業(yè)論文 14 開 始返 回T e m p 是 否 大 于 或 等 于 1且 小 于 1 0T e m p 是 否 大 于 或 等 于 1 0且 小 于 2 0T e m p 是 否 大 于 或 等 于 2 0且 小 于 3 0K s = K t / ( 0 . 0 0 1 6 9 t + 0 . 5 5 8 3 )K s = K t / ( 0 . 0 1 8 t + 0 . 5 4 7 3 ) K s = K t / ( 0 . 0 0 1 8 9 t + 0 . 5 2 8 1 )K s = K t / ( 0 . 0 2 2 t + 0 . 4 5 )K s 的 值 給 ρT D S = 0 . 5 5 ρYNYNYN讀 取 溫 度 值 圖 34 TDS 值測量 流程框圖 數(shù)碼管顯示 將測量所得的 TDS數(shù)據(jù)傳送給數(shù)碼管，運(yùn)行時，所有數(shù)碼管接收單片機(jī)輸出的相同字形碼，對數(shù)碼管進(jìn)行位選擇，選擇需要顯示的數(shù)碼管，該位就會顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。系統(tǒng)中使用交流電以減小極化現(xiàn)象對測量的影響，引入了溫度測量環(huán)節(jié)，采用數(shù)字溫度傳感器 DS18b20 進(jìn)行溫度測量。最后我還要感謝含辛茹苦培養(yǎng)我長大的父母，一直以來對我的關(guān)愛。y++)。 // } if(count2300amp。amp。count5499) { count_buff=count/49*2。 } if(count10000amp。 P1=num[a2]。 TL0=(6553650000)% 256。time++) 。 DQ = 0。 for(i=8。m++) _nop_()。 } else { Ks=Kt/(+)。 } show_num()。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 flag=0。amp。b++) for(m=0。 } return(dat)。m4。 for(time=0。 TL1=0x00。 led1=1。amp。 } if(count6500amp。count3499) { count_buff=count/49*28。amp。x++) for(y=0。也要感謝學(xué)校提供獲取這些資料的途徑，學(xué)校圖書館和網(wǎng)絡(luò)給了我們一個搜索相關(guān)資料的平臺，給予我們研究的素材。 該水質(zhì)測量儀根據(jù)電極電導(dǎo)率測量法 研制， 由電解質(zhì)導(dǎo)電的原理，使用電阻測量法間接測量電導(dǎo)率，從而得到溶液 TDS 值。讀取采集到的溫度值，使用軟件擬合電導(dǎo)率和溫度的經(jīng)驗(yàn)公式對測得的電導(dǎo)率及水溫進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 實(shí)現(xiàn) 溫度補(bǔ)償，直接得到補(bǔ)償后的 TDS值。 S1SWPBP3.4 圖 29 按鍵電路 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。 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(yīng)數(shù)字信號，再將 轉(zhuǎn)換后的信號傳送給單片機(jī)，單片機(jī)接受信號并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后得到溫度值 。 在被測溶液固定的情況下，為了使所測電導(dǎo)率數(shù)值之間具有可比性，需要溶液統(tǒng)一在25℃這個基準(zhǔn)溫度下的電導(dǎo)率進(jìn)行比較以判斷水質(zhì)。 按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng) 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 。這一功能保證了電導(dǎo)率在大范圍測量時，輸出頻率 f具有很好的線性。 由于 TDS與電阻之間存在直接聯(lián) 系，電阻與電導(dǎo)率之間又有著顯著相關(guān)關(guān)系，因此電導(dǎo)率與 TDS之間存在著必然的聯(lián)系。 AT89C2051開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的方法有兩種。頻率法：通過多諧振蕩電路將電導(dǎo)率轉(zhuǎn)化為頻率信號，電極作為振蕩電路的一部分。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。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。運(yùn)用電解質(zhì)溶液導(dǎo)電產(chǎn)生電流，由電阻與電導(dǎo)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。 論文研究目標(biāo)與主要研究內(nèi)容 論文研究目標(biāo)： 本畢業(yè)論文研究的目標(biāo)是 基于 AT89C2051單片機(jī)為核心器件，設(shè)計一個可測量水 TDS值的儀表， 本科畢業(yè)論文 2 論文主要研究的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù) 主要以下幾點(diǎn)： （ 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(diǎn)，研究其補(bǔ)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(bǔ)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 。 傳感器 測量電路 單片機(jī) 數(shù)碼管顯示 按鍵 DS18b20 報警電路 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。 K 為 25℃時水的電導(dǎo)率 （ S /m） 。有較大的電源電壓范圍。 輸出頻率 fo與電導(dǎo) G(t)成正比，實(shí)現(xiàn)了電導(dǎo)率到輸出頻率的線性轉(zhuǎn)換。恒溫法原理簡單，測量效果好，但需要復(fù)雜的精密恒溫裝置，設(shè)備昂貴，難以推廣于實(shí)際的使用。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(yīng)用時，將共陽數(shù)碼管公共端 COM接 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)為高電平時，對應(yīng)字段就不亮。測量結(jié)束后，關(guān)閉計數(shù)器，系統(tǒng)清零。由測量所得的 TDS值軟件查 找單片機(jī) LED段碼表，找出相對應(yīng)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(yīng)的字段進(jìn)行顯示。通過軟件算法補(bǔ)償由于溫度變化引起的電導(dǎo)率值測量誤差，提高測量準(zhǔn)確度。 最后再一 次感謝老師和同學(xué)對我的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 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。 } /******************************************/ void show_num(void) { uchar a1,a2,a3。amp。count3999) { count_buff=count/24。 } if(count7000amp。amp。 delay(5)。 } bit