图5-13 1602液晶显示电路
注：本图使用黑色排座为液晶接插提供方便
本设计采用1602液晶显示。如图4-3所示。3管脚接10K电位器以方便调节LCD1602的亮度。由于本次设计只需用到LCD1602的写的功能，故干脆将其5管脚拉低。单片机P2.7口作为数据/命令选择端RS输入，P2.6口作为使能端E输入。LCD1602有多种的使用方式即并口数据传输和串行数据传输。设计中由于I/O口充足，所以采用的是并口传输方式数据和命令端口接单片机的P0端口上，因为LCD只是显示不需要读取内容，所以设计中的WR管脚只写不读，RS命令和数据管脚接在单片机的P2.7管脚，使能端E接在单片机的P2.6管脚，实验表明设计可以正确显示内容。 5.6电源模块设计 5.6.1、芯片的选择
电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 ×× 系列和负电压输出的79××系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。
图5-15 7805芯片
用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，
20
如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。本系统采用常用的低价三端稳压集成电路7805芯片，通过电容滤波，7805集成芯片的稳压后输出线性度较好的5V直流电压，为本系统提供电源，达到了节约资源，降低成本的效果。 5.6.2、电源模块电路
如图5-16电源模块电路图：
图5-16 电源模块电路图
21
第6章 系统软件设计
6.1程序设计
设计就是用计算机所能接受的语言把所需解决问题的步骤逐一描述出来，也就是编制计算机的程序，在设计应用系统时，软件的编制是重要环节。软件的质量直接影响整个系统功能的实现。应用程序的设计因系统而异，但程序设计总是有共同特点及其规律的。在编写程序时，采取如下几个步骤：
（1）分析问题，明确所要解决问题的要求，将软件分成若干个相对独立的部分。根据功能关系和时序关系，设计出合理的软件总体结构。
（2）定程序框图，即根据所选择的计算方法制定框图。
（3）根据程序的流程图和指令系统编写出程序。注意在程序的有关位置处写上功能注释，提高程序的可读性。
（4）程序调试。通过编辑软件编辑出的源程序，必须用编译程序汇编后生成目标代码。如果源程序有语法错误，需修改源文件后继续编译，直到无语法错误为止，然后利用目标代码通过仿真器进行程序调试，排除设计和编程中的错误直到成功。 （5）程序优化。使各功能程序模块化，子程序化，缩短程序的长度，加快运算速度和节省数据存储空间，减少程序执行的时间。 6.2系统主程序流程图
图6-1是系统温度检测主程序流程图：
开始
初始化、设置常量
调DS18B20初始化子
读取转换温度值
调数据处理子程序
生成显示码 显示温度值
图6-1 温度检测模块程序框图
22
图6-2系统水电阻检测主程序框图：
开始
初始化
计算R的值 外部中断，555定时 送1602显示 结束 图6-2 电阻检测模块程序框图
23
第七章 测试方案与测试结果
7.1 调试方法
根据设计要求，需要测量水质，以及关于长距离的通信。根据测试原理分析，就是对水质进行电阻及温度测量。还有要进行实时长距离通信。调试过程利用单片机P3口的P3.2引脚接到555时基电路构成的多谐振荡器的输出脚，将555多谢振荡器的频率信号f送到单片机，然后单片机的定时器测量振荡电路的振荡周期，再求电阻值。这种数字化处理避免了由指针读数引起的误差。在设计中，合适的选择电容，可以控制电阻的测量范围。 7.2电导率的检测
电导率K是水溶液导电能力的重要标志，是电阻率P的倒数，根据电阻率的公式P=R*A/L
（式中，R为导体电阻Ω，A为导体有效横截面积，cm2；L 为导体的有效长度，cm），电导率K =1/P=(1/R)·θ（式中，θ =L/A为电极常数）。因此，通过测量水质电阻R 即可求出电导率K。）
本次测试的导体长度为100cm，有效横截面积为1cm2 由公式
K=（1/P）*θ = （1/P）* （L/A ） 可计算出某一电阻值对应的电导率 表7.1为测试所得的电阻 水质 自来水 醋 肥皂水 序列 1 2 3 4 5 平均值 53168 53167 53168 53169 53168 53168 2223 2221 2223 2222 2223 2223 肥皂水（生活污水） 31835 0.003 31835 31835 31836 31836 31835 31835.4 表7.2为所测电阻对应的电导率 表7.2 电导率与水中电阻 水质 自来水 醋 电阻Ω 电导率 53168 0.0018 2223 0.045 根据所测数据分析可知，本系统能够根据电阻值区分出不同的水质，不同的水质，
其电阻不一样，水质越纯，其电阻越大，导电率越小。受本系统中NE555电路的影响，当水质的电阻值越大，其频率越低，而电阻值波动反而更大，造成所测的水质的电阻值误差较大。 7.3水温的检测
24