手持酸度計設(shè)計

1、       手持酸度計設(shè)計                     摘 要 ：本文是手持酸度計設(shè)計，以stc89c52單片機為核心，結(jié)合ph值檢測，設(shè)計出了一款基于單片機的手持式酸度計。系統(tǒng)e-201-c型ph復(fù)合電極作為pf值酸度檢測的傳感器，經(jīng)過th16 ph值信號處理模塊，將ph值的信息轉(zhuǎn)換為電壓值輸出，通過adc0832采集ph值模塊輸出的模擬電壓值；經(jīng)過單

2、片機內(nèi)部程序算法處理轉(zhuǎn)成ph的實際參數(shù)值，顯示到lcd1602液晶上。此外，系統(tǒng)還可以通過鍵盤設(shè)置ph的報警閾值，當(dāng)實時監(jiān)測的ph參數(shù)數(shù)據(jù)值大于所設(shè)定的報警閾值的時候，通過蜂鳴器/led進(jìn)行報警提示。關(guān)鍵詞 ：手持酸度計；單片機；ph值檢測，1.前言在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)過程中，比如在造紙廠產(chǎn)生的廢水處理，要把ph值控制在中性值7左右，才符合生產(chǎn)需要；在啤酒生產(chǎn)過程中麥汁過濾和洗滌環(huán)節(jié)，要求洗槽水的ph值控制在5.25。酸度是人們?nèi)粘Ｉ钪?，常見的物理參?shù)，但人們一般均被均沒有更多的去測量檢驗它。隨著生活水平的提高，人們可以像稱重一樣減壓食品或飲用水的ph值。2.系統(tǒng)方案設(shè)計系統(tǒng)上電后單片機會完成鍵

3、盤、a/d、液晶等初始化任務(wù)。然后ph值傳感器采集的數(shù)據(jù)信息通過adc0832轉(zhuǎn)換后給單片機，單片機處理后顯示到液晶上。同時時刻比較檢測值和設(shè)置值之間的關(guān)系，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超過預(yù)設(shè)值的時候，系統(tǒng)自動觸發(fā)報警，當(dāng)測試不超過預(yù)設(shè)值的時候，系統(tǒng)將不會引發(fā)報警。手持酸度計設(shè)計如圖1-1所示。圖1-1 手持酸度計設(shè)計設(shè)計圖3. 按鍵電路設(shè)計按鍵開關(guān)最早出現(xiàn)在日本，使用時以滿足操作力的條件向開關(guān)操作方向施壓開關(guān)功能閉合接通，當(dāng)撤銷壓力時開關(guān)即斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬彈片受力變化來實現(xiàn)通斷的。輕觸開關(guān)由：嵌件、基座、彈片、按鈕、蓋板組成其中防水類輕觸開關(guān)在彈片上加一層聚酰亞胺薄膜。當(dāng)系統(tǒng)需要的按鍵比較少時通常采用的

4、是獨立按鍵?？梢灾苯涌缃拥絾纹瑱Ci/o口上。具有結(jié)構(gòu)簡單等特點。本系統(tǒng)采用四個按鍵作為參數(shù)設(shè)置輸入方式，k1/k2/k3/k4，第一路用于進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，k2按鍵用于參數(shù)的+1操作；k3按鍵用于參數(shù)的-1操作；k4按鍵用退出參數(shù)設(shè)置界面。按鍵電路的工作原理是：i/o口默認(rèn)狀態(tài)為高電平，當(dāng)有按鍵按下是會將i/o口電平拉低，及按下為低電平，不按為高電平。4 ph值檢測電路設(shè)計adc0832是屬于逐次逼近式（successive approximation method）a/d轉(zhuǎn)換器，這類型的a/d轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應(yīng)用于微電腦的接口設(shè)計

5、上。以輸出8位的adc0832動作來說明“連續(xù)漸進(jìn)式a/d轉(zhuǎn)換器”的轉(zhuǎn)換原理，顯示近測結(jié)果如下。第一次結(jié)果：10000000 （若假設(shè)值輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第二次結(jié)果：11000000 （若假設(shè)值輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第三次結(jié)果：11000000 （若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）第四次結(jié)果：11010000 （若假設(shè)值輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第五次結(jié)果：11010000 （若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）第六次結(jié)果：11010100 （若假設(shè)值輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第七次結(jié)果：11010110 （若假設(shè)值輸入值，則尋找位=假設(shè)位

6、=1）第八次結(jié)果：11010110 （若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）這樣使用二分法的尋找方式，8位的a/d轉(zhuǎn)換器只要8次尋找，12位的a/d轉(zhuǎn)換器只要12次尋找，就能完成轉(zhuǎn)換的動作，其中的輸入值代表模擬輸入電壓vi。假定a/d采集到的轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)是a，由于a/d是8位a/d，那么8位二進(jìn)制111111111最大存儲的數(shù)字是256.a/256就是所占的比例。單片機系統(tǒng)的基準(zhǔn)電壓是5v，因此，失實測電壓u=5*a/b.系統(tǒng)中測得固定電阻的電壓u后，總電壓是5v，則被測光敏電阻的電壓就是5-u。5顯示電路設(shè)計設(shè)計中還需要一個液晶顯示，經(jīng)過研究最終決定選擇lcd1602液晶顯示作

7、為數(shù)字顯示以及字符顯示的顯示屏。內(nèi)置漢字字符的ascii字符集字庫，可顯示四行，每行16個字符，并且有并行接口和串行接口之分。液晶顯示采用16腳接口，第1腳：電源接地端是vss來表示；第2腳：接電源正極端是vdd來表示；第3腳：屏幕對比度調(diào)整端是用vo表示；第4腳：寄存器選擇是rs；第5腳：rw為讀寫信號線，要想進(jìn)行讀的相應(yīng)操作就是在高電平的形勢下，如果想要進(jìn)行寫操作那么就設(shè)置在低電平模式；第6腳：e(或en)端為使能端；第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)端；第15腳 psb接vcc；第16、17腳懸空；第18腳節(jié)液晶背光控制端口；第1920腳：空腳或背光燈電源。19腳背光正極，20腳背光負(fù)極

8、；本系統(tǒng)選用的字符型lcd是一種專門用于顯示漢字、圖像、字母、數(shù)字、符號等點陣式lcd。本次設(shè)計選用的是帶字符庫的12864型液晶顯示器。6結(jié)論選擇用單片機采集并處理數(shù)據(jù)完成后，通過鍵盤進(jìn)行設(shè)置上下報警數(shù)值，并與收集并處理后的數(shù)值進(jìn)行比對，超過設(shè)定值就報警，反之就作為通過數(shù)值進(jìn)行保存，之后進(jìn)行顯示。蜂鳴器在本次設(shè)計中體現(xiàn)出了很多的優(yōu)點，它可以準(zhǔn)確的檢測出我們水溶液的ph值對我們進(jìn)行提示。驗證了lcd1602液晶顯示的可行，實現(xiàn)了良好的人機交互。運用stc89c52單片機的優(yōu)點是它具有低功耗、高性能的cmos8位微控制處理器。同時它擁有51單片機的所有功能，性價比很高。本次設(shè)計中運用鍵盤模塊的優(yōu)缺點在設(shè)計中因為有蜂鳴器的設(shè)計所以必須要加入鍵盤模塊，使得很好的控制了蜂鳴器的報警閾值，在設(shè)計鍵盤的流程時需要注意到的小設(shè)計細(xì)節(jié)很多，比如松手防抖檢測就是必不可缺少的。參考文獻(xiàn)1張萌.單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)綜合實例m.第二版，清華大學(xué)出版社，2015年.2何立民.單片機