摘要：地层水酸碱度的检测在环保、供水、食品等行业应用广泛，同时在矿物研究方面有着重大的意义。本项目开发研制一种新的水样PH值定量检测仪器。该仪器采用单片机控制技术与高精度颜色传感器的集成技术，把ph试纸的颜色转换成数字信号，然后通过单片机依据数据库计算出ph值。此仪器依据同样的技术方案检完成测氯离子浓度的检测。仪器整体结构包括传动部分的机械结构与数据处理部分和控制部分的电路结构。检测仪通过螺杆传动与电磁铁的自动控制实现完成试纸颜色检测。而数据处理部分和控制部分的电路结构主要集成了单片机，串口，驱动电路等。传动结构负责传输试纸，数据处理电路完成对试纸颜色的检测，并计算出ph值与氯离子浓度。

本检测仪能够实现水样PH值快速、无污染、不需要添加药品、不受人为因素影响的定量检测。检测精度：5%；检测时间：2秒。同时将地层水氯离子浓度检测也集成在同一仪器中。检测仪操作方便、结构紧凑，外形美观。

关键词：地层水酸碱度检测；单片机自动控制；螺杆传动；高精度颜色传感器

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1 课题来源及意义-1

1.2 国内外研究概况、水平和应用前景-1

1.3 本课题主要研究内容及研究方法-2

第2章 检测方案设计-3

2.1检测方法概述-3

2.2 检测方法的设计-4

2.3 检测方案设计-5

2.4传动方案设计-9

2.4.1 常见传动计构-10

2.4.2 传动方案的设计-11

第3章 系统机械结构设计-13

3.1功能需求-13

3.2传动结构设计-13

3.2.1电动机的选定-13

3.2.2 ph试纸安放槽设计-15

3.2.3传动板的设计-18

3.2.4 轴的设计-18

3.3 检测结构设计-18

3.3.1封闭室结构的方案选择-19

3.3.2检测结构动力系统设计-21

3.4 整体结构设计-22

第4章 硬件电路设计-23

4.1硬件电路主要芯片的选择-23

4.1.1 tcs230的说明-23

4.1.2 C8051F020主要说明-26

4.2 LCD液晶显示-28

4.2.1 LCD的显示原理-28

4.2.2液晶显示控制驱动器-29

4.2.3液晶显示模块的特点-29

4.2.4 LCD液晶显示模块的选择-29

4.2.5液晶显示模块的两种访问方式接口电路-30

4.3 tcs230的电路设计-32

4.4 电源电路的设计-33

4.5 串行口电路设计-34

4.6电磁铁驱动电路设计-34

4.7 键盘设计-35

4.8 步进电机驱动电路设计-36

4.9 整体硬件电路设计-39

4.10 PROTELL99的应用简介-39

第5章 软件设计-41

5.1软件功能简介-41

5.2液晶显示汉字或字符的原理-41

5.3 LCD模块的指令说明-42

5.4系统程序流程图-43

第6章 结论与展望-51

参考文献-52

致谢-53