以STM32F103為控制器的pH測(cè)試儀表的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，由經(jīng)濟(jì)發(fā)展而引起的環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。作為人類賴以生存的水資源現(xiàn)狀也不樂(lè)觀，生產(chǎn)、生活污水正在污染著河流與湖泊。在水處理過(guò)程中，pH值是必須監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)在絕大部分大型的污水處理廠使用的pH測(cè)試儀幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口，使用和維護(hù)成本十分昂貴。國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有與國(guó)外同類產(chǎn)品在質(zhì)量和性能上相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，這也是做此研究的一個(gè)重要原因。同時(shí)，希望本文的研究成果能為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)能盡一點(diǎn)微薄之力。
　　 早

2、期的pH測(cè)試儀信號(hào)處理部分采用三極管等分立元件設(shè)計(jì)，電路復(fù)雜且不易于調(diào)試，故障率高且不易于維修。顯示部分采用數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片，pH電極所產(chǎn)生的電壓信號(hào)直接送入數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片，由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片把對(duì)應(yīng)的pH值顯示在數(shù)碼管上。隨著IC技術(shù)的不斷發(fā)展，pH測(cè)試儀的設(shè)計(jì)也逐漸向著集成化的方向發(fā)展。但智能化、顯示界面的彩色化、信息傳輸?shù)臒o(wú)線數(shù)字化還沒(méi)有得到很好的解決。
　　 文中把彩色TFT顯示模塊、觸摸屏技術(shù)、信號(hào)隔離技術(shù)、Co

3、tex-M3微控制器、數(shù)字信號(hào)處理等先進(jìn)的技術(shù)融合到一起，設(shè)計(jì)了一款以STM32F103為控制器的pH測(cè)試儀表。創(chuàng)造性地把彩色TFT顯示模塊以及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用到pH測(cè)試儀設(shè)計(jì)中，解決了彩色顯示的問(wèn)題和現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，降低了布線成本。給出了pH測(cè)試儀設(shè)計(jì)的總體方案，從方案的介紹到各個(gè)模塊原理圖的設(shè)計(jì)都給出了詳細(xì)設(shè)計(jì)方法和說(shuō)明。從硬件調(diào)試到軟件調(diào)試都給出了具體的實(shí)驗(yàn)與調(diào)試方法。軟件調(diào)試和pH溫度補(bǔ)償算法是本文的研究

4、核心，著重研究溫度對(duì)pH測(cè)量的影響，并結(jié)合多年工程應(yīng)用實(shí)際給出具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的溫度補(bǔ)償算法。
　　 通過(guò)樣機(jī)的制作和調(diào)試達(dá)到了±0.02pH的測(cè)量精度，大大超過(guò)了國(guó)內(nèi)±0.1pH的測(cè)量精度，接近國(guó)外±0.01pH的測(cè)量精度。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，長(zhǎng)期工作的測(cè)量精度和工作穩(wěn)定性超過(guò)國(guó)內(nèi)同類型儀表，接近國(guó)外同類型的高端儀表。而本文設(shè)計(jì)的pH測(cè)試儀在價(jià)格上不高于國(guó)內(nèi)同類型儀表，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外高端動(dòng)輒五六萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)的價(jià)格。具有廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前