pH值监测仪设计

pH值监测仪设计

摘　　要

在环保、化工、食品、医学等行业经常需要监测pH值，因此，设计了基于单片机控制的pH值监测仪。硬件设计以AT89S52单片机为控制核心；传感器采用pH复合电极；为了与传感器的高内阻匹配，信号调理采用CA3140、UA741等运放构成三级放大电路；利用ADC0809模数转换器实现A/D转换；通过单片机与RS232串行通信口完成数据通信；使用1602液晶器实时显示pH值。软件设计采用C语言编制控制程序，用Visual C++软件编制了计算机监测界面，以便实现远程数据监测。针对实际中电路设计遇到的问题，给出了相应的调试方法。根据pH值复合电极的测量原理、电极的结构，引出了pH值的温度补偿方法；为了提高测量精度，对pH传感器进行了校正和标定。经过实验测试，仪器检测精度达到0.1%，设计的电路具有元件少、体积小、易维修以及成本低等特点。

关键词： pH复合电极    AT89S52    CA3140    串行通信        

目　　录

一　引言 1

1.1 课题来源及意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 课题主要工作 1

二　系统功能及原理图 2

2.1 系统实现目标 2

2.2 系统工作原理结构图 2

三　系统硬件设计 3

3.1 PH复合电极测量电路 3

3.2 pH复合电极工作原理 4

3.3 pH值温度补偿 5

3.4 A/D转换 5

3.4.1 转换电路设计 5

3.4.2 AD转换电路图 6

3.5输出显示 7

3.6串行通讯 8

3.6.1 RS-232串口通信 8

3.6.2 单片机及PC机串行通信电路 8

四　系统软件设计 10

4.1 系统初始化 10

4.2 数据采集 10

4.3 数据处理 11

4.4 串行通讯模块 11

五　整机调试及结果分析 14

5.1 硬件电路调试 14

5.2 软件程序调试 14

5.3 pH传感器的校正 14

5.4 pH传感器的标定 14

5.5 系统测量数据及分析 15

六　结束语 16

谢    辞 17

参考文献 18

附    录 19