基于单片机的多参数水质在线分析仪设计.doc

摘要:进入２１世纪以来，日益严重的水资源短缺、水环境污染等问题，严重影响人类的健康和生存发展。因此，预防水污染水资源与我们的生活息息相关。生产和生活中各种用水都必须以水质分析为基础，这样才能更加合理利用，保护水资源。

本次设计在综合分析当前国内主流水质分析仪器基础上，结合电化学传感器技术，采用性价比较高的STC12C5A60S2单片机作为此次设计的主控芯片。设计了信号采集、信号调理、信号放大、液晶显示等模块组成实现对水质的温度，电导率，PH值等多个水质参数的测量分析。系统通过传感器采集信号，信号经过设计好的整形，滤波，调理电路后送入单片机。单片机内置的10位ADC处理送进来的信号转换后在液晶上进行显示，并通过RS232-USB 接口转换器经由USB总线传输到上位机；上位机程序采用C++ Builder编写，上位机的各种信息经转换后发送到单片机中，同时上位机将显示端口通道，波特率，被测水质的温度、电导率、PH值的实时图线显示，上下限报警等。

关键词：水质 单片机 温度 电导率 PH值

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1 课题研究的目的与意义-1

1.2 在线水质仪器发展状况-1

1.2.1在线水质分析仪器应用技术-1

1.2.2监测型在线水质分析仪器相关的应用技术-1

1.2.3 过程型在线水质分析仪器相关的应用技术-2

1.3课题研究的主要内容-3

2 被测参数的确定以及传感器测量原理分析-4

2.1被测参数的确定-4

2.2传感器的测量原理分析-4

2.2.1电导分析法-4

2.2.2电位分析法-4

2.2.3传感器的选型-5

3 系统硬件电路的设计-7

3.1电路设计方案-7

3.2主要元器件的选择-8

3.2.1 微处理器STC12C5A60S2-8

3.2.2集成差分运算放大器AD620-9

3.2.3 USB数据通信芯片选择-9

3.3模块电路的设计-10

3.3.1单片机最小系统-10

3.3.2电导率电路-11

3.3.3 PH计电路-14

3.3.4 温度电路-14

3.3.5 液晶显示电路-15

4 系统软件设计-17

4.1 软件总体流程-17

4.2算法的设计-18

4.3参数测量子程序-18

4.4 液晶显示子程序-19

5 上位机软件设计-21

5.1 开发环境介绍-21

5.2 上位机界面设计-21

6 系统调试-23

6.1 硬、软件调试-23

6.1.1 硬件调试-23

6.1.2 软件调试-24

6.2 系统测试-24

7 系统使用说明书-26

8 总 结-27

参考文献-28

致 谢-29

附录1 硬件原理图-30

附录2 PCB图-31

附录3 程序清单-32