夏怀朝
济南市排水服务中心， 山东济南，250200
摘要：本以单片机为主控制芯片，设计了一种污水质量监控电路，采用PH传感器E-201-C型和浑浊度传感器TSW-30来对水体PH的与浑浊度进行数据的测量，并采用LCD1602x显示相关污水测试数据来显示测量的数据。
1 引言
污水处理存在于大多数现代化工业的一系列的过程中，特别是水质中强酸与强碱在化工方面会对一些设备产生不可修复的影响，在一定的程度下还会造成腐蚀，进一步的降低企业设备的使用时长。如果对PH值控制不到位的话还会影响企业的整体效率还会产生一些环境方面的问题。因此无论是工业生产过程还是还是一些其它的方面对水质进行有效的的测控都是非常重要的。
2 系统方案设计
设计采用的是AT89C51单片机，为主控芯片。信号采集与处理电路采用相关传感器以及转化电路组成；检测模块显示水的PH值和浊度值并通过LCD1602实现人机界面，显示它们的示数。如图1是系统硬件结构框图。
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3 硬件电路部分
（1）传感器采集电路
对于污水处理，首先需要将相关水质量参数进行采集，本文采集电路主要用于污水中PH值采集，电路中采用E-201-C型传感器。该传感器电路中包含了电压跟随电路，稳压源，信号放大电路，同时传感器外接温度测量的模块，但是温度是影响PH测量的重要的因数，使用时如果没有具体的要求的话，一般不会让温度来进行补偿。该模块的P0引脚是PH值输出的引脚，将会和AD转换器的AIN3引脚相连并进行信号的转换。图2是PH传感器电路的原理图。
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这文采用的浊度传感器为TSW-30，本传感器利用了光学原理来进行工作，电路的输出端将与AD转换器的AIN2引脚相连接并进行信号的转换。图3将给出浊度传感器电路的原理图。
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（2）A/D转换电路
首先利用传感器模块对需要检测的对象进行测量，因为是采用的仿真系统，在这里将调节可调电阻代替现实中的采集。传感器将检测到的信号通过转换电路将模拟量转化为数字量然后经过处理器进行信号的处理。因为系统是采集的电压为模拟量因此需要通过PCF8591 AD转换器，采集电压数据，并由单片机处理得到对应的示数。PCF8591 是8位AD-DA芯片 转换数据0---5 对应 0—255，通信协议为IIC通信，模拟量输出值和电压的关系: 输出电压=（参考电压-基点电位）/255。在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。PCF8591是具有I2C总线接口的8位A/D及D/A转换器。有4路A/D转换输入，1路D/A模拟输出。这就是说，它既可以作A/D转换也可以作D/A转换。PCF8591采用典型的I2C总线接口器件寻址方法，即总线地址由器件地址、引脚地址和方向位组成。当主控器对A/D器件进行读操作时为1，进行写操作时为0。总线操作时，由器件地址、引脚地址和方向位组成的从地址为主控器发送的第一字节。
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（3） 显示电路的设计
显示电路采用了液晶显示器即LED，该元器件是用来显示系统测量到的示数的，该显示器的屏幕是由特定数量的彩色或者是黑白像素组成的。该元器件的功耗是非常的低的，它适用于用电池驱动的设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。该元器件的仿真图是和它的实物有区别的，实物图一共是有16个引脚的，而仿真图省略了两个虽然如此但它功能上并没有什么不同。它的内部存有字符库，并且符合标准的因此它可以识别并进行输出。但是还是存在一些缺点的比如如果是汉字的话需要自己定义而且有上限，最主要的是它显示汉字的效果并不理想。
系统的显示电路是显示PH与浑浊度的，LCD1602的引脚接线图如图3.8所示，LCD1602中的4、5、6号引脚将连接单片机的P25、P26、P27这3个引脚。
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