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摘 要

近年来微电子技术得到迅猛发展，几乎在所有的领域中都有着单片机的身影。随着工业生产等相关领域的需求扩大，大量的工业测量相关领域的工作者需要对液体电导率等参数进行精确检测。

本课题就是研究以STC89C51单片机为核心的电导率测量仪设计，本设计以51单片机为数据处理和控制核心，通过单片机连接的其他外围器件实现液体电导率测量和温度的检测还有数据实时显示功能。本设计硬件部分包括：STC89C51单片机最小系统，温度检测，电导率测量，液晶显示，按键开关，方波信号发生器，AD转换等。软件部分使用了模块化的设计思想，主要由中断模块、数据采集模块、液晶显示模块、按键控制模块等构成，程序代码使用Keil软件编写。本设计通过软硬件结合的方式实现对溶液电导率的精确检测。

关键词：单片机；电导率检测；温度检测

Abstract

In recent years, the rapid development of microelectronics technology, almost all of the fields have a single figure. With the expansion of industrial production and other related fields, a large number of industrial measurement related field workers need to accurately detect the liquid conductivity and other parameters.

This subject is to study the stc89c51 mcu core conductivity measuring instrument design, the design with 51 single chip microcomputer for data processing and control core, through the microcontroller connected to other peripheral devices achieve liquid conductivity measurement and temperature detection and real-time data display function. The design of the hardware part, including: the stc89c51 mcu minimum system, temperature detection module, electrical conductivity measurement module, liquid crystal display module, case switch module, square wave signal generator module, ad conversion module etc.. Software part of the use of modular design ideas, mainly by the interrupt module, data acquisition module, lcd module, button control module and other components, the program code using c language. The design is based on the combination of software and hardware to realize the accurate measurement of the electrical conductivity of the solution.

Key words: single chip microcomputer; conductivity detection; temperature detection

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 课题研究现状 1

1.3课题研究内容 2

1.4 系统方案设计制定 3

第二章 电导率测量原理 5

2.1溶液的电导率 5

2.2电导率的测量原理 5

2.3电导率测量的影响因素 6

2.3.1极化效应 6

2.3.2电容效应 6

2.3.3温度特性 7

第三章 系统硬件电路设计 8

3.1单片机模块 8

3.1.1 AT89C51功能特征描述 8

3.1.2 AT89C51主要性能指标介绍 8

3.1.3 AT89C51引脚介绍 8

3.1.4单片机最小系统结构 10

3.2按键输入模块 12

3.3 LCD液晶显示模块 13

3.4 AD转换模块 14

3.5方波信号发生器模块 15

3.6温度传感器模块 16

3.7电导率检测模块 17

第四章 系统软件设计 19

4.1软件开发平台介绍 19

4.2主程序流程 20

4.2.1 A/D转换原理与程序 20

4.2.2 电导率检测程序 22

4.2.3 热敏电阻阻值与温度的对应关系及程序 23

4.2.4 温度补偿设计 25

4.2.5 显示模块设计 26

第五章 电路仿真及调试 28

5.1 EDA软件介绍 28

5.2电路图仿真及系统调试 28

第六章 总结 30

参考文献 31

致谢 33

附录一 电路原理图 34

附录二 源程序 34

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

在工业和农业生产及其相关领域中电导率测试仪是一种使用十分广泛的测量设备，不论是高新技术产业中还是低技术行业比如农业生产中，电导率测试仪这一设备都发挥着巨大的作用。工业中的溶液浓度测试，医疗行业的药剂纯度测试以及锅炉水质检测，机组冷却水质监测等领域都十分需要电导率测试仪这一设备的帮助，随着科技的进步工业的发展，现代工农业生产中对于溶液介质导电性和离子浓度测试的精确度与检测速度提出了更严格的要求。老式的这类仪表往往是纯硬件结构缺少控制系统，往往需要人工进行操作测量并且需要按照使用者经验来进行调整，这类老式设备已经远远无法满足现代工业的需求。

随着近年来微电子技术得到的迅猛发展，基本上所有领域都有单片机发挥的地方。基于单片机为控制核心的新式智能电导率测试仪横空出世，新式的智能电导率测试仪相比于老式的电导率测试仪具有自动化程度高，测量准确度高，操作简单，可靠性比较好，价格低廉等巨大优势。才有越来越多的组织和机构对于智能电导率测量仪的研发与引用不断展开。智能电导率测试仪的出现归功于微电子学技术的突飞猛进以及计算机的大量普及，只能电导率测试仪是微电子技术，传感器技术以及计算机软件技术的结合产物。只能电导率测试仪可实现对水溶液的pH、ORP、电导率、TDS、盐度、电阻率和温度等参数的高精度测量，非常适合在农牧、石油、化工、冶金、酿造、制药、质检、科研、医疗、水处理等方向和场合使用，可以说是目前性价比最为优秀的溶液分析仪器。所以本课题所设计的基于STC89C51单片机为核心的电导率测量仪设计具有十分重要的研究意义与现实意义。

1.2 课题研究现状

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