全自动水位控制装置案例.doc

XXXXXXXX 大 学 电子技术基础课程设计（论文） 题目：水位自动控制装置课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计（论文）题目 水位自动控制装置 1 、水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米 ），当水位低至 2 米 时使电机启动，带动水泵上水；当水位升至 6 米 时，使电机停转。 2 、因特殊情况水位超限（如高至 7 米 、低至 1 米 ）报警器报警。 3 、设有手动按键，便于随机控制。 4 、由数码管直观显示当前水位。 指导教师评语及成绩 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 目录 第1章 水位自动控制装置设计方案论证 2 1.1水位自动控制装置的应用意义 2 1.2水位自动控制装置设计的要求及技术指标 2 1.3总体设计方案框图及分析 2 第2章 水位自动控制装置各单元电路设计 3 2.1信号产生部分 3 2.2 信号处理部分 4 2.3 水位显示电路 6 2.4 电机控制电路 8 2.5 报警控制电路 9 第3章 水位自动控制装置整体电路设计 11 设计总结 12 参考文献 12 第1章 水位自动控制装置1.1水位自动控制装置1.2水位自动控制装置1 、水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米 ），当水位低至 2 米 时使电机启动，带动水泵上水；当水位升至 6 米 时，使电机停转2 、因特殊情况水位超限（如高至 7 米 、低至 1 米 ）报警器报警。 3 、设有手动按键，便于随机控制。 4 、由数码管直观显示当前水位。 1. 图① 总体设计框图 第2章 水位自动控制装置在 图③ 信号处理电路 由探头出来的电信号输入到信号输入端，由信号输出端输出。当有电流从公共电极流入探头时，经过电阻R到达晶体管Q的基极，此时三极管的发射结合集电结电压都正偏。当发射结电压超过三极管的导通电压时，由晶体管的工作条件可知此时其处于饱和状态，即相当于开关的闭合状态，接通集电极与发射极，使集电极输出低电平。只要涉及电阻R的阻值合理，就能比较稳定地使晶体管工作。 经过三极管处理的信号还只是一个低电平的信号，没有控制其他电路工作的能力，还必须经过编码处理。 由以上电路的设计与分析，该编码电路最少应有八个输入端，作为八个探头输出信号的输入端，而且有效电平为低电平，因此应设计成具有优先编码功能的编码电路，所谓“优先”编码即多个输入端同时满足编码条件时，只对最高位编码。 根据要求该电路设计成以编码器为核心的编码电路，具体设计的电路图如图④所示： 图④ 信号编码电路 a-h为信号输入端，DCBA为信号输出端。 元器件选择：编码器74147，反相器7404。 芯片介绍：74147为10-4线BCD优先编码器，编码输入有效电平为低电平，编码输出为BCD反码，即当输入端有“0”输入时，输出端就输出与之对应的BCD反码。如“2”，“4”同时输入“0”，则按“4”进行编码，内部编码成BCD码0100，输出则为BCD反码1011,74147的真值表如表①所示： 表① 74147真值表 2.3 水位显示电路 该部分主要是用七段数码显示器显示水位。 七段数码显示器一般有两种接法：一种是共阴极接法；一种是共阳极接法。无论哪种接法，其都是由七组发光二极管构成。当其为共阴极接法时则对高电平有效，即要输入高电平时才能使其点亮；当其为共阳极接法时对低电平有效，只有输入低电平时才会显示，显示器原理图如下图⑤中（a）、（b）、（c）所示。 图⑤ 七段数码管显示器原理图 由原理图可知，该显示器有七个发光二极管分别用a、b、c、d、e、f、g，因此只要点亮相应的发光二极管，就能使其显示特定的数字，比如说对于共阴极接法的显示器同事对a、b、c输入高电平时使a、b、c段二极管点亮而其他的都灭即显示出数字“7”。 该部分电路直接由显示译码器对编码信号译码后驱动显示器工作，电路图如图⑥所示： 图⑥ 显示器原理图 DCBA为二进制码信号输入端，a—g为译码后信号的输出端。信号输出后经过限流电阻直接接到显示器输入端，驱动显示器工作。 元器件选择： 经过分析，译码器选用BCD-7段译码显示器驱动器7448；显示器为共阴极七段数码显示器；R阻值220欧姆。 7