一种基于单片机的TDS水质检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于单片机的TDS水质检测仪，包括由单片机、时钟电路、复位电路组成的单片机最小系统，以及与单片机连接的电导率测量电路、显示电路，还包括温度测量电路、MAX232电平转换电路以及PC机，所述温度测量电路直接与单片机U1连接，单片机通过MAX232电平转换电路与PC机连接，本发明专利技术利用单片机实现电导率测量、温度补偿、TDS值测量、按键锁存结果、显示数据等功能；通过电导率测量电路中的探头采集电导率信号，引入了温度测量电路，提高TDS值测量的准确性；单片机通过MAX232电平转换电路与PC机的RS232接口连接，便于数据的存储和分析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的TDS水质检测仪
本专利技术涉及环保检测领域，尤其涉及一种基于单片机的TDS水质检测仪。
技术介绍
水是生命之源，人类在生产生活中都离不开水。随着社会经济的发展、科学的进步和人民生活水平的提高，环境污染越来越严重，其中，水环境污染最为严重。在水资源日益短缺的今天，水质问题受到了更多地关注，因此对水质进行测试能使我们更好地保护水资源，保证合格的水质，这对正常生产、保证产品质量和人们健康具有非常重要的意义。TDS是英文totaldissolvedsolids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。目前市场上出现的TDS水质测试仪通常采用复杂的采集单元、信号处理单元以及控制单元来实现，体积庞大、成本高，不利于水质检测仪的普及应用。中国专利文献CN204270486U公开了一种基于无线传感器网络的水质电导率监测节点装置，包括用于供电的电源、电导率传感器探头、核心控制单元，以及与核心控制单元双向连接的数据传输单元，所述电导率传感器探头通过信号调理单元与数据采集单元连接，所述核心控制单元采用STM32F407芯片，所述数据传输单元采用CC2530芯片。该水质电导率监测节点装置硬件电路简单、集成度高、成本低，通过水的电导率数据测试水质的TDS值；但是，电导率易受温度影响，而相同的水质在不同的温度下TDS值应该是一致的，当温度发生变化时，该装置测试的TDS值具有一定的失真性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于单片机的TDS水质检测仪，以STC89C52芯片为核心，利用单片机技术实现电导率测量、温度补偿、TDS值测量、按键锁存结果、显示数据等功能；通过电导率测量电路中的探头采集电导率信号，由于温度对电导率有很大的影响，所以温度也影响TDS值的测量，为了降低温度对最终TDS测量值的影响，引入了温度测量电路；在温度测量电路中，采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，补偿由于温度变化引起的电导率值测量误差，最后将补偿后的结果通过计算得出TDS值，并将其显示在数码管上，提高TDS值测量的准确性；同时单片机通过MAX232电平转换电路与PC机的RS232接口连接，便于数据的存储和分析。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于单片机的TDS水质检测仪，包括由单片机U1、时钟电路2、复位电路3组成的单片机最小系统，以及与单片机U1连接的电导率测量电路4、显示电路5，还包括温度测量电路6、MAX232电平转换电路7以及PC机，所述温度测量电路6直接与单片机U1连接，单片机U1通过MAX232电平转换电路7与PC机连接，且所述单片机U1的型号为STC89C52芯片。具体地，所述电导率测量电路4包括电导率探头DBT1、555定时器U2、功率三极管Q2，所述功率三极管Q2的基极与555定时器U2的第3引脚连接，功率三极管Q2的基极集电极与555定时器U2的第4引脚连接，功率三极管Q2的发射极同时与555定时器U2的第7引脚、电导率探头DBT1的一极连接，电导率探头DBT1的另一极同时与555定时器U2的第2引脚和第6引脚连接，555定时器U2的第5引脚、第6引脚分别通过电容器C4、电容器C5接地，第1引脚直接接地，555定时器U2的第3引脚与STC89C52芯片的第15引脚连接，555定时器U2的第8引脚接电源VCC。进一步地，所述温度测量电路6包括温度传感器U3和电阻器R3，所述温度传感器U3的第1引脚接地，第3引脚接电源VCC，第2引脚与STC89C52芯片的第7引脚连接，电阻R3连接在温度传感器U3的第2引脚与第3引脚之间。再进一步地，所述MAX232电平转换电路7包括MAX232芯片U4以及由若干电容组成的外围电路，所述MAX232芯片U4的第11引脚、第12引脚分别与STC89C52芯片的第11引脚、第10引脚连接，MAX232芯片U4的第11引脚同时通过依次连接的发光二极管D1和电阻R24接电源VCC；MAX232芯片U4的第13引脚、第14引脚分别与PC机的RS232接口的第6引脚、第7引脚连接；MAX232芯片U4的第1引脚与第3引脚之间、第4引脚与第5引脚之间分别连接有电容C7、电容C8，MAX232芯片U4的第6引脚、第16引脚分别通过电容C9、电容C10接地，第2引脚通过电容C6接电源VCC，且第16引脚同时连接电源VCC。更进一步地，所述显示电路5包括数码管LED和上拉排阻RP1，数码管LED的段选控制端的A-G引脚和DP引脚分别与STC89C52芯片的第39-32引脚连接，数码管LED的位选控制端1-4引脚分别与STC89C52芯片的第21-24引脚连接，上拉排阻RP1与数码管LED的段选控制端连接。优选地，所述数码管LED为四位共阳数码管。更进一步地，所述基于单片机的TDS水质检测仪还包括与STC89C52芯片连接的按键电路8，所述按键电路8包括按键开关K2和电阻R4，按键开关K2的一端与STC89C52芯片的第8引脚连接、另一端接地，且按键开关K2与STC89C52芯片的连接端通过电阻R4接电源VCC。优选地，所述电导率探头DBT1的型号为FZT651。优选地，所述温度传感器U3的型号为DS18B20。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术以STC89C52芯片为核心，利用单片机技术实现电导率测量、温度补偿、TDS值测量、按键锁存结果、显示数据等功能；电导率测量电路测量被测溶液的电导率，并通过温度传感器测量被测溶液的温度，STC89C52芯片对测量的电导率和温度进行温度补偿，通过相关公式计算TDS值，显示在数码管上，提高TDS值测量的准确性；整个系统结构简单、响应快速、自动化程度高、实用性好和成本低廉，便于在生活、生产中大力推广。(2)本专利技术中电导率测量电路由555定时器、电导率探头及其外围电路组成，电导率探头DBT1的两根探针插入被测溶液后形成了一个电极，使整个电导率测量电路构成封闭的多谐振荡电路，而由该多谐振荡电路产生的与被测溶液电导率有关的频率f由555定时器的第3引脚输出，向STC89C52芯片的第15引脚输入，电极和被测溶液的等效电阻作为一个多谐振荡电路的阻抗元件，将被测溶液电导率的变化转化成多谐振荡电路的输出频率，该方法成本低，容易实现。(3)本专利技术中温度测量电路采用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，数字温度传感器DS18B20具有体积小、精度高、适用电压宽、可组网的优点，具有良好的测量效果，而且具有防水功能，适合对溶液温度进行测量；在测量任意温度的溶液时，都能自动进行温度补偿并且显示出补偿至基准温度25℃时该溶液的电导率值。数字温度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的TDS水质检测仪，包括由单片机(U1)、时钟电路(2)、复位电路(3)组成的单片机最小系统，以及与单片机(U1)连接的电导率测量电路(4)、显示电路(5)，其特征在于：还包括温度测量电路(6)、MAX232电平转换电路(7)以及PC机，所述温度测量电路(6)直接与单片机(U1)连接，单片机(U1)通过MAX232电平转换电路(7)与PC机连接，且所述单片机(U1)的型号为STC89C52芯片；所述电导率测量电路(4)包括电导率探头DBT1、555定时器(U2)、功率三极管Q2，所述功率三极管Q2的基极与555定时器(U2)的第3引脚连接，功率三极管Q2的基极集电极与555定时器(U2)的第4引脚连接，功率三极管Q2的发射极同时与555定时器(U2)的第7引脚、电导率探头DBT1的一极连接，电导率探头DBT1的另一极同时与555定时器(U2)的第2引脚和第6引脚连接，555定时器(U2)的第5引脚、第6引脚分别通过电容器C4、电容器C5接地，第1引脚直接接地，555定时器(U2)的第3引脚与STC89C52芯片的第15引脚连接，555定时器(U2)的第8引脚接电源VCC；所述MAX232电平转换电路(7)包括MAX232芯片(U4)以及由若干电容组成的外围电路，所述MAX232芯片(U4)的第11引脚、第12引脚分别与STC89C52芯片的第11引脚、第10引脚连接，MAX232芯片(U4)的第11引脚同时通过依次连接的发光二极管D1和电阻R24接电源VCC；MAX232芯片(U4)的第13引脚、第14引脚分别与PC机的RS232接口的第6引脚、第7引脚连接；MAX232芯片(U4)的第1引脚与第3引脚之间、第4引脚与第5引脚之间分别连接有电容C7、电容C8，MAX232芯片(U4)的第6引脚、第16引脚分别通过电容C9、电容C10接地，第2引脚通过电容C6接电源VCC，且第16引脚同时连接电源VCC。...

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的TDS水质检测仪，包括由单片机(U1)、时钟电路(2)、复位电路(3)组成的单片机最小系统，以及与单片机(U1)连接的电导率测量电路(4)、显示电路(5)，其特征在于：还包括温度测量电路(6)、MAX232电平转换电路(7)以及PC机，所述温度测量电路(6)直接与单片机(U1)连接，单片机(U1)通过MAX232电平转换电路(7)与PC机连接，且所述单片机(U1)的型号为STC89C52芯片；所述电导率测量电路(4)包括电导率探头DBT1、555定时器(U2)、功率三极管Q2，所述功率三极管Q2的基极与555定时器(U2)的第3引脚连接，功率三极管Q2的基极集电极与555定时器(U2)的第4引脚连接，功率三极管Q2的发射极同时与555定时器(U2)的第7引脚、电导率探头DBT1的一极连接，电导率探头DBT1的另一极同时与555定时器(U2)的第2引脚和第6引脚连接，555定时器(U2)的第5引脚、第6引脚分别通过电容器C4、电容器C5接地，第1引脚直接接地，555定时器(U2)的第3引脚与STC89C52芯片的第15引脚连接，555定时器(U2)的第8引脚接电源VCC；所述MAX232电平转换电路(7)包括MAX232芯片(U4)以及由若干电容组成的外围电路，所述MAX232芯片(U4)的第11引脚、第12引脚分别与STC89C52芯片的第11引脚、第10引脚连接，MAX232芯片(U4)的第11引脚同时通过依次连接的发光二极管D1和电阻R24接电源VCC；MAX232芯片(U4)的第13引脚、第14引脚分别与PC机的RS232接口的第6引脚、第7引脚连接；MAX232芯片(U4)的第1引脚与第3引脚之间、第4引脚与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，
申请(专利权)人：成都秉德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51