基于单片机的TDS水质测试仪设计资料

学号********* 苏州市职业大学

毕业设计

题目基于单片机的

___ TDS水质测试仪设计

学生姓名：

专业班级：

学院(部)：电子信息工程学院

校内指导教师：

校外指导教师：

完成日期：2016年5月

摘要

本设计通过研究分析TDS（溶解性总固体）测量的原理，设计了一款以AT89S51单片机为核心的水质测试仪。本设计通过电导率测量电路实现电导率信号的采集，并采用温度传感器进行温度测量，使用温度补偿方法减小温度对电导率测量值的影响，通过单片机程序进行相关计算得出TDS值。设计包括信号采集电路、按键电路、测温电路、液晶显示电路。选用AT89S51作为该水质测试仪是由于其结构简单，操作容易，低成本。测量的TDS值对帮助人们了解水质情况起到了非常重要的作用。了解检测的水中各种参数，通过这些了解到水质的基本信息，并作出相应的调整计划。水质合格了，这样我们的生活才会有保障。

关键词：水质检测AT89S51 程序编写

Abstract

This design through the study and analysis of the principle of TDS (total dissolved solids) measurement, the design of a AT89S51 microcontroller as the core of the water testing instrument. This design by conductivity measurement circuit to achieve conductivity signal acquisition, and the temperature sensor for temperature measurement and temperature compensation method to reduce the temperature influence on the conductivity measurements, through the SCM program for correlation calculation to obtain the value of TDS. The design includes signal acquisition circuit, key circuit, temperature measurement circuit, liquid crystal display circuit. AT89S51 as the water quality testing instrument is because of its simple structure, easy operation, low cost. Measurement of the TDS value to help people understand the situation of water quality has played a very important role. Understanding of the detection of various parameters in the water, through these basic information to understand the water quality, and make the appropriate adjustments. The water quality is qualified, so our life will be guaranteed.

Key word: Water quality testing, AT89S51,Program writing

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

1 绪论 (1)

1.1 影响水质因素 (1)

1.2 水质检测的意义 (2)

2 系统的设计内容及方案 (3)

2.1 设计内容 (3)

2.2 设计方案 (3)

3 硬件电路设计 (4)

3.1 元件选择 (4)

3.1.1 AT89S51芯片 (4)

3.1.2温度传感器 DS18B20 (5)

3.2 单片机最小系统 (6)

3.3 TDS测量电路 (6)

3.4 温度测量电路 (8)

3.5 按键测量电路 (9)

3.6 电源电路 (9)

3.7 系统主电路 (10)

4 系统软件设计 (11)

4.1 程序设计 (11)

4.2 系统程序流程 (11)

5 测试结果 (17)

5.1 软件调试 (17)

5.2 硬件调试 (17)

5.1 调试结果 (17)

致谢 (18)

参考文献 (19)

1、绪论

TDS是英文total dissolved solids的缩写，中文解释为溶解性总固体，又称总含盐量，定义为水中含有各种溶解性矿物盐类的总量，它包含无机盐和有机物的总量，测量单位为毫克/升（1mg/L=1ppm），它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体，或者说1升水中的离子总量。通俗的说，TDS值代表了水中溶解物杂质含量，TDS值越大，水中溶解物杂质越多，说明水中的可导电物质的杂质含量大。就自来水而言，TDS值越高越表明水不纯（不考虑有机物污染的前提）。通过检测溶解性总固体（TDS），可以分析水的总矿化度。TDS水质测试仪就是一种通过测量水的电导率来反映水质矿化程度的仪器。本设计研究的TDS水质测试仪主要对检测溶解于水中的总固体含量从而达到对水质进行检测试的仪器，该仪器是通过测量水的电导率来间接的反映TDS值。水的导电性越好，TDS值越大。理论上相同的水质不同的温度下的TDS值是一致的，而电导率与TDS值却是不一样的，温度影响溶液的电导率的。要求同样的水质不同的温度下测定的值都要一致，所以要精确测量不同水质不同水温下的TDS值，必须有温度补偿，通过测定的水温来进行TDS值的校正。目前市场上的TDS检测都是采用探针的方式，采用直流的方式，直接加电压于探针两极，测定两电极间的电压，得出电导率，再通过计算得出水的TDS值[1]。本设计研究的TDS水质测试仪只能检测到移动的电离子。随着社会的发展和科学的进步，TDS水质测试仪的发展越来越完善，它可以在保证基础性能上简化一些功能，这样的话不仅能适应很多环境，而且也具备了很强的价格优势，极大的提高了它的性价比！

1.1影响水质的因素

随着工农业生产的快速发展，以及随着人类的生产和生活，使有限的水资源更加的紧缺。在水资源如此紧张的情况下，我们要更加珍惜水资源，与此同时我们的检测部门也要做好对水质实时的检测工作，为民众的身体健康提供保障。

影响水质的因素有很多种，只有经过不断地检测才能知道。就是对采取的水的样品进行各项指标的检测，分类，判断，最后总结出结果。检测的指标有这么几个方向:水的PH值，高锰酸盐指数，硫化物，石油类，锌，铜等等；这是一般的水，还有地下水的水质会包含PH值，溶解性总固体，总硬度，氧化物等等；除了这些还有用电子设备检测出来的因素，电子设备就是用不同的传感器进行检测，像PH值，温度，电导率之类的，一般仪器检测不到的。下面有一张表说明了不同的水质相对应不同的电导率范围。