摘 要

近些年中国经济以极高的速度发展着，工业化和城市化的推进也日新月异。然而伴随着社会的飞速发展，水污染问题也日益突出，社会各界均对饮水安全问题密切关注。如果使用受到污染的饮用水，人的健康会受到危害，同时也会给人们的生活带来极大的不便。因此，饮用水质量检测的加强具有重要的实际意义。

为了满足对饮用水水质检测的要求，本文设计了一套基于STC89C52单片机的多参数水质检测系统。该系统的主要功能是检测家庭饮用水的质量并显示，以便用户随时随地查看家用饮用水的质量情况，即时发现水污染问题，确保家人健康安全。本文的主要工作是硬件电路和传感器驱动程序的仿真设计与实现。

硬件电路设计包括：电导率测量电路，PH值检测电路，温度测量电路，LCD1602显示模块等。硬件电路以STC89C52单片机为控制核心，采集来自水质检测传感器的输出信号。信号经过转换后，传输到STC89C52单片机，并由单片机对数据进行运算来获得当前的水温，电导率值和PH值。最后通过LCD1602显示屏呈现以供用户查看。

软件方面主要为数据采集及处理程序，液晶显示程序等。在本文中对总系统的工作流程以及各个模块的工作流程有详细的介绍。同时考虑到温度对检测结果的影响，本设计对检测结果做了相应的温度补偿。

关键字：水质检测；STC89C52；传感器；

Abstract

With the rapid development of China's economy, the acceleration of industrialization and urbanization, the issue of water pollution has become increasingly prominent, and all sectors of society have paid close attention to drinking water safety issues. If the drinking water is polluted, it will cause great inconvenience to people's lives and endanger people's health. Therefore, it is of great practical significance to strengthen the inspection of drinking water quality.

In order to meet the requirements for the detection of drinking water quality, this paper designed a multi-parameter water quality detection system based on STC89C52 microcontroller. Its main function is to detect household drinking water so that users can check the quality of domestic drinking water anytime, anywhere, and immediately discover water pollution problems to ensure the safety of their families. The main work of this paper is the design of hardware circuits and sensor drivers.

Hardware circuit design includes: conductivity detection circuit, PH value detection circuit, temperature detection circuit, LCD1602 display module and so on. The hardware circuit uses the STC89C52 microcontroller as the control core to realize the collection of the water quality detection sensor output signal. After A / D conversion, the signal is sent to the C52 microcontroller and the data is processed to obtain the current water temperature, conductivity, and pH. Finally through the LCD1602 display for users to view.

The software part is mainly divided into data acquisition program, liquid crystal display program and other parts. In this paper, the total work flow of the system and the work flow of each module are introduced in detail. In this design, the effect of temperature and electrode difference on the detection result is taken into consideration, and temperature compensation is performed on the detection result.

Keyword：Water quality inspection;STC89C52;Sensor;

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

1.3论文的研究目标和章节安排 3

1.4本章小结 3

第2章 测量原理及系统总体方案设计 4

2.1水质检测仪各参数测量原理 4

2.1.1 温度测量原理 4

2.1.2 电导率测量原理 4

2.1.3 PH值测量原理 6

2.2系统总体方案设计 7

2.2.1 硬件系统整体设计 7

2.2.2软件系统整体设计 8

2.3本章小结 8

第3章 硬件电路设计 9

3.1硬件电路 9

3.1.1处理器及相关电路 9

3.1.2温度检测电路 10

3.1.3电导率检测电路 10

3.1.4 PH值检测电路 11

3.1.5显示电路 12

3.2软件程序设计 13

3.2.1温度采集程序 13

3.2.3电导率采集程序 15

3.2.4PH值采集程序 16

3.2.5LCD1602液晶屏驱动程序 16

3.3本章小结 17

第4章 系统调试 18

4.1 系统硬件电路调试 18

4.2 系统软件程序调试 19

4.3 系统软硬件联合调试 19

4.4本章小结 20

第5章 总结与展望 21

5.1总结 21

5.2展望 21

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1引言

水是生命之源，是大自然赐予我们的珍宝。它是一切生命存活所必要的重要资源。水在维持自然生态平衡和保护各种生活环境方面发挥着重要作用。在没有水的情况下，动植物将无法生存。没有水的地方会像虚无一样死寂，没有生命的迹象。水是人体的主要成分，是人体新陈代谢的重要元素。没有水，人体的新陈代谢就不能正常进行，人类将无法保持自己的生理平衡，体内的毒素不能从体内排出，食物不能消化。动植物的生存也离不开水，动物和植物是我们的食物来源。没有食物来源，人类无法补充能量，生命最终会消失。水也是工农业生产的重要物质基础，是保证我们日常生活中个人卫生的必要资源。当水资源受到影响时，人类的生产和生活也将受到重大影响，经济发展也将受到制约。因此，水资源是我们必须保护的重要资源。它对我们的生活有着至关重要的影响。

就水资源总量而言，地球上的水资源非常丰富，但我们可以利用的水资源只占其中的一小部分。地球上大约71％的地区被水覆盖，但这些地区约97％是海洋，淡水资源不到3％，而且这些存储量极少的淡水资源中大部分储存在地球的北极和南极，并以冰川和冰盖的形式存在。人类可获得的淡水资源比例极低。就中国的水资源状况而言，中国水资源总量占世界水资源总量的6％，居世界第四位。但中国也是世界上人口最多的国家，人均水资源份额仅为世界平均水平的四分之一，是全球最缺水的13个国家之一，且中国水资源分布存在时空不平等，这加剧了中国缺水问题。作为世界水环境面临的两大问题之一，水资源短缺严重影响了世界各国人民的日常生活。世界各国也都在积极寻求解决缺水问题的办法，如海水淡化等，但效果不大。

水污染的加剧是当今世界水环境面临的另一个问题。随着科学技术的进步和经济的发展，人类对物质的需求也在增加。其结果是，人类对资源的掠夺越来越严重，生态平衡的破坏也越来越大。而我国也曾有过先污染在治理的发展策略，这也使得我国水污染的加剧。水资源是人们生活和生产活动不可缺少的资源，也是最易受外部污染影响的资源。由于水的流动性，污水将持续扩散，这也造成水污染问题治理困难。现如今，水污染问题以引起世界各国的高度重视。

水质测试基于水体中的污染物或污染因素，通过特定的检测方法进行分析，分析待测水体中的污染物及其浓度，然后用分析得出的数据作为依据评估水质。水质检测是水环境保护和水污染治理的基础与重要手段^[1]。它可以准确反映水质状况，预测水质发展趋势。这些为水资源的保护、开发利用和水污染防治提供科学依据^[4]。 这对于治理水污染问题具有现实意义。

在实际测量中，不同使用环境的水质对需要测量的参数有不同的要求。例如，生活饮用水与人身体健康密切相关，检测生活用水就需要考虑对人的影响，除了理化指标外，还有水质标准中的微生物指标；而工业用水则不同于生活用水，工业用水大多会出现强酸强碱或是其他重度指标，这时候需要考虑的是水质是否会影响产品质量或容易损坏容器和管道^[5]。虽然不同水体对检测参数有不同的要求，但部分参数应用广泛，在大多领域都有很明确的要求，本文则是在这些需求广泛的参数中，选取了水质的温度，电导率和pH值这三个参数，作为本次设计的研究内容。在大多数实际的水质测试中，这些都是必测项目^[7]。这三项指标能够充分反映当前水质状况，并可以预测受试水体水质的发展趋势。同时这三项指标可以很好的指示日常用水的水质情况，满足本次设计。

1.2 国内外研究现状

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