毕业论文-基于单片机的水质实时检测系统设计

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1、摘要水质检测是水资源管理与保护的重要基础，是保护水环境的重要手段。针对我国水质检测系统存在的问题，本论文设计了基于单片机的水质实时检测系统。在此设计电路完成后，它可实现检验五种参数是否达标。本设计的系统编程采用C语言，用单片机AT89S52作系统核心，主要完成对显示电路设计、键盘电路设计等功能。应选用的传感器分别为温度、PH值、电导率、浑浊度和溶解氧。本设计不足在于除温度传感器容易买到外，由于其它四种传感器价格较贵采用模拟检验。整个系统分为复位电路、单片机控制单元电路、A∕D转换电路、输入∕输出电路

2、、LED显示电路、电源电路。主要的设计是几种传感器所采集的数据通过多路开关，传送到A/D转换器再传送到单片机中进行检测。在接通电源的条件下，本系统能够显示检验水质的各种参数，并通过报警电路进行异常情况报警。关键词：AT89S52；DS18B20；LED显示；C语言目录1引言12系统概述32.1系统总体设计目标32.2系统总体设计方案42.2.1系统工作原理42.2.2系统设计方案42.2.3系统结构框图133系统硬件电路设计143.1系统硬件电路143.2设计方案的介绍143.2.1单片机的最小系统

3、电路设计143.2.2系统显示电路153.2.3键盘电路设计173.2.4稳压电源设计183.3系统实现的关键技术183.3.1抗干扰技术183.4AT89S52芯片介绍203.4.1引脚功能说明213.4.2振荡器特征233.4.3波特率发生器243.4.4掉电模式253.4.5Flash闪速存储器的编程253.4.6空闲模式263.4.7程序存储器的加密位264系统的软件设计274.1C语言程序设计274.1.1C语言简介274.1.2C语言的特点274.1.3C源程序的结构特点274.2系统程

4、序的设计284.2.1程序设计步骤284.2.2系统程序编制思想284.3系统主程序284.3.1系统主程序流程图294.3.2系统各模块的设计295系统调试305.1硬件调试305.2软件调试305.3联机调试315.4调试中遇到的问题及解决方法31结论32参考文献33附录一：主电路原理图34附录二：模块程序设计35致谢401引言水是生命之源，它不仅蕴育了生命，而且是任何生命体得以维持的最基本的物质基础。水与人体健康息息相关，它是消化食物、传送养分、体液循环、体温调节、润滑组织器官等所必需的，同时

5、，水也是为人体获得各种营养物质的重要途径之一。由于人们对水质的检测越来越关注，所以我选择设计水质监测仪。因为MSC-51[1]系列单片机具有性能稳定、工作可靠、价格低廉等特点，因此其应用相当广泛。一个MSC-51系列的单片机（如ATMEL89cxx）内部包含有RAM、FLASHROM、两个或者三个16位的定时器/计数器等多种资源。但即便如此，单一的单片机资源与复杂多变的单片机系统相比是明显不够的，因此常常需要增加定时器/计数器、I/O接口、串行通信接口、RAM、ROM等。本设计将温度传感器、PH值传

6、感器、溶解氧传感器、浑浊度传感器、电导率传感器通过多路开关，传送到A/D转换器再传送到单片机中进行检测，在接通电源的条件下，通过报警系统以及显示检验水质的各种参数。下面分别介绍一下关于在水中的PH值、溶解氧、浑浊度、电导率的影响。水的酸碱性均用PH值表示，水是由H2O组成。在一般情况下，水可以发生微弱的电离。在纯水中，由于氢离子过剩水呈现酸性，水越纯越偏酸。溶解氧（DissolvedOxygen）即以分子状态溶解在水中的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物赖以生存的物质。大部分的溶解氧来自

7、于水中溶解氧空缺时大气中渗入的空气；另一部分来自于水生植物通过光合作用产生的氧气。溶解氧的变化与盐分、气压、温度有关，一般说来，温度越高，盐分越大，溶解氧含量越低；气压越高，溶解氧含量越高。溶解氧时水生生物赖以生存的物质，因为无论是亚硝酸根等还原性物质、水中微生物还是水中有机物，都需要消耗溶解氧来维持生存，是水体自净能力的表示。浑浊度与折射指数、颗粒的形状、大小、悬浮物的质量浓度等相关，是衡量水质参数是否达标的重要参数之一，它是由水中不溶物引起，可以使光线散射和吸收而不是完全以直线透过溶液。水的电导

8、率与其所含无机酸、碱、盐的量有一定关系。不同类型的水有不同的电导率。一般水质电导率是表示水传导电流能力，导电度与水中离子总浓度、移动性、价数、相对浓度及水温等有关。通常导电度愈高，表示水中电解质含量较多。由于大部分盐类都可电离，因此导电度也可表示水中总溶解固体的多寡。50单片机自问世以来，性能不断提高和完善，单片机以其优越的性能逐渐取代了多篇微机应用系统，在高级计算机、工业运用、家电领域中突显出重要的作用。尤其是在CMOS工艺下制成的单片机功能更为强大，由于其消耗更低