摘 要

水质检测，作为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，本次论文设计了一个基于单片机的大型水质检测系统。在此设计电路完成后，它可实现检验被测水样的TDS值，ph值是否达标。

本设计的系统编程采用C语言，用单片机STC12C5A60S2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。采用的传感器分别为温度传感器、PH值传感器、电导率传感器。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、液晶显示电路。主要的设计是，在本系统中，设有多个下位数据采集器，对各自测点的各个水质参数进行测定，数据通过A/D转换器处理提交到单片机，在检测台设有一台主控机，它负责将各个测点的下位采集器所采集的水质参数以串行通信的方式收集进来，通过 LED 显示屏显示出来，系统对检测点进行实时的越界报警，若检测点的一些指标超过标准设定值，那么在检测台的发光二极会发光同时扬声器发出报警声音。本系统主要由多参数传感器，A/D转换器，单片机，LED显示屏构成。

关键字：STC12C5A60S2，TDS值，水质测试

Abstract

Water quality testing, as an important foundation for water management and protection, is an important means of protecting water environment. This paper designs a large water quality testing system based on single chip microcomputer. After the design circuit is completed, it can realize the TDS value of the water sample and the ph value.

The system programming of this design adopts C language, and the core of the system is STC12C5A60S2, which mainly completes the design of the display circuit and the design of the keyboard circuit. The sensor is a temperature sensor, PH sensor, electrical conductivity sensor. The whole system is divided into reset circuit, single chip computer control unit circuit, A/D conversion circuit, input/output circuit, liquid crystal display circuit. Main design is, in this system, equipped with multiple bits of the data collector, determination of each water quality parameter of each measuring point, data submitted by A/D converter processing to the single chip microcomputer, the test bench is equipped with A main control machine, which is responsible for each measuring point to the collector of the collected water quality parameters collected in the form of serial communication in, displayed by LED display, real-time of cross-border alarm system to check points, if testing point of some index more than standard value, so the detection of Taiwan LED glows the speaker alarm sounds at the same time. The system mainly consists of multi-parameter sensor, A/D converter, single chip and LED display.

Key Words：STC12C5A60S2, TDS value, water quality testing

目 录

目 录 1

第一章 绪论 3

第二章 设计内容与方案 4

2.1设计内容与要求 4

2.2方案论证 4

2.3方案选择 5

2.3.1单片机的选择 5

2.3.2温度传感器的选择 5

2.3.3 PH值传感器的选择 6

2.3.4溶解氧传感器的选择 6

2.4系统整体设计 6

第三章 系统硬件电路设计 7

3.1单片机最小系统 7

3.1.1单片机STC12C5A60S2简介 7

3.1.2单片机最小系统 9

3.2 TDS值测量电路 10

3.2.1 TDS值测量原理 10

3.2.2 TDS测量电路 10

3.3温度补偿原理与电路 12

3.3.1温度补偿原理 12

3.3.2温度测量电路 14

3.4 LCD1602液晶显示电路 14

3.4.1 1602字符型LCD简介 14

3.4.2 1602LCD的指令说明及时序 16

3.5按键电路 17

3.6 PH测量电路 17

3.6.1 pH测试仪的测量原理 17

3.7总体电路图 19

第四章 系统软件设计 20

4.1软件设计的整体思想 20

4.2.1总流程图 20

4.2.2 电导率测量 21

4.2.3 温度测量流程图 22

4.2.4 TDS测量流程图 23

4.2.5 按键电路流程图 25

4.2.6 液晶显示流程图 26

4.2.7 PH采集流程图 26

4.2.8 通信程序设计 27

第五章 软硬件调试 27

5.1 软件调试 27

5.2 硬件调试 28

第六章 结论 29

参考文献 30

附录A 电路原理图 见附件

附录B 元器件清单 见附件