基于单片机的水质浊度分析仪的设计

目录

摘要...................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 绪论. (1)

1.1 课题提出的目的及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.3发展趋势 (2)

1.4 本课题研究的主要内容 (3)

2系统的整体方案设计 (4)

2.1系统的整体构架 (4)

2.2 浊度测量原理 (5)

2.3 光源的选择 (6)

3 系统硬件设计 (8)

3.1水质浊度采集模块（硅光电池） (8)

3.2信号放大模块 (10)

3.3 A/D转换模块 (12)

3.4 主控模块 (14)

3.5 液晶显示模块 (15)

3.6 串口通信模块 (18)

3.7 复位电路 (20)

3.8 电源电路 (21)

3.9 小结 (22)

4 系统软件设计 (23)

4.1 主程序设计 (23)

4.2 液晶显示子程序设计 (24)

4.3 A/D 转换模块子程序设计 (26)

4.4 小结 (28)

5 结语 (29)

参考文献 (30)

致谢 (32)

附录 (33)

附录一元件列表 (33)

附录二A/D转换子程序 (33)

附录三液晶显示子程序 (35)

附录四水质浊度分析仪原理图 (38)

基于单片机的水质浊度分析仪的设计

摘要

浊度是由微小颗粒，如淤泥、粘土、微生物和有机物等引起的，不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。水的浊度是反映水质优劣的一个十分重要的指标。随着生活水平的改善，对水质的要求随之更加严格，从而对浊度测量也提出了更高的要求。为改变目前大量采用国外浊度仪的现状，急需开发高性能的浊度测量仪器。

本课程设计的设计思想是根据散射光由于浊度的不同而发生强弱变化的光学原理,以光电接收器件来接收散射光，接收器的电信号并进行放大，由单片微处理器记录和换算，最后统计和输出。系统采用AT89S52单片机为控制核心，由用于数据采集的硅光电池，前置放大部分，A/D转换器，液晶显示器，以及电源等附属部件组成。

关键词: 浊度；硅光电池；AT89S52

Design of Water Turbidity Analyzer Based on Single Chip

Microcomputer

Abstract

Turbidity is made up of tiny particles, such as silt, clay, microorganisms and organic matter.It caused not only the content of suspended matter in water, but also to their size, shape and refractive index . The turbidity of the water to reflect the merits of a very important water quality indicators. As living standards improved, along with more stringent water quality requirements, and also a higher turbidity measurement requirements. To change the current status of a large number of the use of foreign turbidimeter, turbidity measurements needed to develop high performance instruments.

This design idea is, according to the different scattered light turbidity occurs because changes in the strength of optics, photoelectric receiving device to receive the scattered light collection and optical receiver to amplify electrical signals from single-chip microprocessor Records and conversion, the final statistics and output.AT89S52 microcontroller for the control system is the core of the data collected by the optical sensor, preamplifier part, SCM, display, A/D converter, and other ancillary components.

Key Words: Turbidity ; Silicon photovoltaic cells; AT89S52

1绪论

1.1课题提出的目的及意义

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，很难找到哪个领域没有单片机的身影。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。

浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。这些悬浮物可能保护有害微生物，使其在消毒过程中不易被去除。因此无论在工业过程、饮用水或产品中，浊度都是一个很重要的参数。用以表示水的清澈或浑浊程度饮用、食物及饮料加工、工厂排放等场合的水都应严格控制浊度。随着人们对食品安全、环境保护越来越重视，公众更加关注水浊度的监视与测量。

浊度为水样光学性质的一种表达语。它是水对光的散射和吸收能力的量度，与水中颗粒的数目、大小、折光率及入射光的波长有关。是反映天然水和饮用水的物理性状的一项指标，用以表示水的清澈或浑浊程度，是衡量水质良好程度的重要指标之一。

水的浊度是表示水中不同大小、比重、形状的悬浮、胶体物质，浮游生物和微生物等杂质对光所产生效应的参数。它并不直接表示水样中的杂质的含量，但与其存在的数量有关，水浊度的测量是利用“水样对光散射和吸收的化学性质”，将水样的浊度转化为电信号，并保证一定准确度和精度的在线水质分析。使用光学散射式浊度测量方法，将浊度转化为光电信号，通过单片机智能处理，对各种工艺过程的水质浊度进行连续分析测定。

1.2 国内外研究现状

国内浊度仪器的现状：

我国从80年代开始研制和生产工业水质浊度分析仪，光源和传感器技术的生产开始就落后，所以与国外浊度仪比较，技术性能差别很大，加之电子控制线路部分不先进，所以长时间水浊度分析仪器行业几乎是空白点。随着国民经济和科学技术的发展，国内关于浊