《基于单片机的TDS水质测试仪设计》10000字.docx

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基于单片机的TDS水质测试仪设计

摘要

近些年来日趋严重的水污染引发了人们对水质的重视。怎样能知道饮用的水质是好是坏成为了人们关心的事情。针对这个问题，本文设计了一款高精度的TDS水质测试仪用来检测水质的好坏；传统的测试仪存在探头极化问题，水中土壤会带来电流和电阻所引起的偏差，同时温度等因素对测量精度的也存在影响，这些因素使得传统测试仪的测量结果不精准。为了解决这些问题，查阅了各种测量溶液的方法并对它们的优缺点进行比较，决定采用通过测量电导率大小并用温度进行数值补偿的方法来设计了一款高精度的TDS水质测试仪。该水质测试仪以STC89C52单片机为核心进行硬件电路设计，包含了温度补偿电路、电导率电路、液晶显示电路、蓝牙电路、按键控制电路和语音播报电路等。软件系统上增加了温度测量模块，这样因溶液温度大小不同而导致的测量误差就可以被算法补偿。实验结果表明，经过引入了温度补偿的的TDS水质测试仪，测试精度高，稳定性好，满足人们快速、准确测量水质的需求。

关键词：水质检测；智能；单片机；TDS

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状与水平 1

1.2.1国外水质检测技术现状 2

1.2.2国内水质检测技术现状 2

1.3主要研究目标和内容 2

第二章系统硬件电路设计 4

2.1系统主要设计方案与整体框图 4

2.2单片机与单片机最小系统的简介 4

2.3TDS值测量原理及电路 7

2.3.1TDS测量原理 7

2.3.2TDS测量电路 8

2.4温度补偿原理与电路 11

2.4.1温度补偿原理 11

2.4.2温度测量电路 12

2.5LCD1602液晶显示电路 13

2.6报警电路与按键电路 14

2.7总体电路图 15

第三章系统软件设计 15

3.1软件设计的整体思路 15

3.2总流程图与各部分流程图 16

3.2.1总流程图 16

3.2.2电导率测量 17

3.2.3温度测量流程图 18

3.2.4TDS测量流程图 18

3.2.5按键电路流程图 19

3.2.6液晶显示流程图 20

结论 21

参考文献 23

附录 25

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第一章绪论

1.1研究背景

水资源是最重要的地球资源之一，人类没有办法离开水资源进行生存和生产活动。全球的水资源很多，但能被人们引用的淡水资源仅仅占水资源的2.7%，因此对人类而言淡水资源其实是比较匮乏的，随着工业革命的进行，水污染也日趋严重，水质问题成为了人们关心的话题。对水资源进行测验，可以让人们很清晰地了解到水质是好是坏，能让我们更好地对水资源进行一个保护进而控制水污染，同时这对人们健康饮水也具有重要意义。

TDS中文意思为溶解性固体总量，测量单位为毫克/升(mg/L)，TDS值越大，表明每单位升水中的溶解性固体越多。通过过滤后的水，经过高温烘干，剩下的固体被称为溶解性总固体，其中有可溶性盐类、不能被过滤的不溶解性微粒等。

传统的水质测试仪体积较大，存在检测不方便、费用昂贵、测试数据不精准等方面的问题，不适用于家庭检测或者是外出时检测水质，现在出现在市面上的便携式水质测试仪大多测量结果不够精准，为了让人们能够随时准确了解水质好坏，喝上健康水，所以本文设计一款便携式、高精度的水质测试仪用来应对目前水质检测所面临的困境。

1.2国内与国外水质检测技术发展现状

随着工业革命的不断发展，现代科学技术取得了巨大的成就，同时涉及人们生活的水质检测技术也随之取得了一些成就。发展趋势主要从传统的大体积水质测试仪向小体积方向发展。随着相关技术的不断发展与成熟，原来构成水质测试仪的各种元器件由体积大、精度低，变得体积小、精度高，所以水质测试仪也由最开始庞大的体积变得更加精小。可供检测的参数也由最开始的一个参数变成多个参数，同时智能手机和互联网的普及，给水质检测技术提供了更多发展的思路。

想要全面了解目前水质检测技术的发展现状，需要从国内和国外两个方面分别进行研究，以下是通过调查得出的发展现状。

1.2.1国外相关技术的发展现状

通过调查发现，以美国、日本、德国等为代表的的发达国家有许多机构都已经研究出多参数的水质测试仪，并且还能够满足测试一些水质相关的特殊参数的要求，国外发达国家的水质测试技术整体上发展比较成熟，但也有一些比较落后的国家水质测试技术还处于开荒阶段。同时调查还发现，工业技术处于前列的德国和高精尖技术处于前列的美国，其一些生产水质测试仪的公司生产出来的产品占据了市场的大部分份额。

1.2.2国内相关技术的发展