基于51单片机智能污水水质检测系统设
**单片机设计介绍，基于51单片机智能污水水质检测系统设
文章目录
- 一 概要
- 二、功能设计
- 设计思路
- 三、 软件设计
- 原理图
- 五、 程序
- 六、 文章目录
一 概要
基于51单片机智能污水水质检测系统的概要设计如下：
一、设计背景与目标
随着工业化进程的加快，水污染问题日益严重，对污水水质的实时监测与管理显得尤为重要。为此，我们设计了一个基于51单片机的智能污水水质检测系统。该系统能够实时监测污水中的关键参数，如COD（化学需氧量）、温度、PH值、溶解氧、电导率等，并通过数据处理和分析，判断水质状况，为污水治理提供科学依据。
二、系统组成
51单片机控制模块：作为系统的核心控制单元，负责接收传感器数据、执行控制算法、输出控制信号等功能。51单片机以其高性价比、易于编程和扩展性好的特点，成为本系统的理想选择。
传感器模块：包括COD传感器、温度传感器、PH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器等，用于实时监测污水中的关键参数。这些传感器能够将检测到的物理或化学信号转换为电信号，输出给51单片机控制模块。
数据采集与处理模块：通过A/D转换器将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并传输给51单片机控制模块进行数据处理和分析。该模块还能够对采集到的数据进行存储和传输，以便后续分析和应用。
显示模块：用于实时显示污水水质参数和监测结果。可以采用LED显示屏或液晶显示屏等类型，根据实际需求选择。
报警模块：当检测到水质参数超出预设范围时，报警模块将发出声光报警信号，提醒工作人员及时处理。
三、工作原理
系统启动后，传感器模块开始实时监测污水中的关键参数，并将检测到的信号输出给数据采集与处理模块。
数据采集与处理模块将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并传输给51单片机控制模块进行数据处理和分析。
51单片机控制模块根据预设的算法对采集到的数据进行分析和判断，得出水质状况并控制显示模块进行显示。
当检测到水质参数超出预设范围时，报警模块将发出声光报警信号，提醒工作人员及时处理。
四、系统特点
实时监测：系统能够实时监测污水中的关键参数，提供及时、准确的水质信息。
智能化分析：系统通过51单片机控制模块对采集到的数据进行分析和判断，实现智能化水质评估。
多种报警方式：系统支持声光报警等多种报警方式，能够及时提醒工作人员处理异常情况。
易于扩展：系统采用模块化设计，可根据实际需求增加其他功能模块，如无线通信模块、数据存储模块等。
五、应用前景
基于51单片机智能污水水质检测系统可以广泛应用于污水处理厂、工业废水排放口等场所，为水质监测和管理提供有力支持。随着环保意识的提高和环保法规的完善，该系统将具有广阔的市场前景和应用前景。
二、功能设计
1、用电位器来模拟PH值（1-14）的变化。
2、如果温度超过40℃或者PH值超过10，则声光报警，否则不报警。
3、通过gsm模块将温度值和PH值每隔30秒上传到手机1次。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
————————————————
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
————————————————
原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
————————————————
六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25