水位指示器的设计与实现 毕设论文.doc

水位指示器的设计与实现 班级：计算机1208班 姓名：杨学良 学号 目 录 第1章 概述 3 第2章 课程设计任务及要求 4 2.1 设计任务 4 2.2 设计要求 4 第3章 系统设计 5 3.1方案论证 5 3.2 系统设计 5 3.2.1 结构框图及说明 5 3.2.2 系统原理图及工作原理 8 3.3 单元电路设计 10 3.3.1单元电路工作原理 10 3.3.2元件参数选择 19 第4章 软件仿真 20 4.1 仿真电路图 20 4.2 仿真过程 21 4.3 仿真结果 29 第5章 安装调试 30 5.1 安装调试过程 30 5.2 故障分析 32 第6章 结论 33 第7章 使用仪器设备清单 34 参考文献 35 收获、体会和建议 36 第1章 概述 水位指示器的主要任务是保证日常生活和工业生产用水的稳定，经济的运行，减少对水资源的浪费，减轻工作人员的劳动强度。水位指示器的主要功能是使水箱，太阳能热水器等各种蓄水设备中的水位保持在一定的范围内：当水位达到某个规定的水位刻度时，指示灯即会亮起，提醒工作人员，保证水位在一个合理控制的范围内。从实用性和经济性出发，由555定时器、CD4042锁存器和运算放大器构成的水位指示器，可以用于家用太阳能热水器的水位指示，也可用于各种储水设备及水处理设备的水位指示。这种水位指示器采用脉冲的方式为采样电极供电，不仅能大大减少工作电源的消耗，而且可以采用普通金属电极作为水位探测电极而不被很快腐蚀，因此具有很强的实用价值。 本次设计使用的仿真软件为Multisim, Multisim是一种专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件，属于Electronics workbench（简称EWB）系列软件的高版本。EWB仿真软件是一款很强大的电路设计软件，它为设计者提供各种元件及仪表。Multisim在保留了EWB原有的优点的基础上，大大的扩充了元件库中电路元件的数目，增强了软件仿真测试和分析功能，可实现模拟/数字电路的Spice仿真、VHDL/Verilog设计与仿真、RF电路仿真等。通过Multisim对电路的仿真，可证明此设计能够实现对水位的指示功能。 关键词 555 运算放大器 CD4042 水位指示 Multisim 一、设计目的 1. 进一步熟悉中、小规模数字集成电路的工作原理及使用方法。 2. 掌握水位指示器的设计、组装与调试方法。 二、设计内容 2.2 设计要求 完成原理图设计、模拟仿真，按要求完成设计报告。 1.理论设计部分 ⑴独立完成系统的原理设计。说明系统实现的功能，应达到技术指标，进行方案论证，确定设计方案。 ⑵画出电路图，说明各部分电路的工作原理，初步选定所使用的各种器件的主要参数及型号，列出元器件明细表。 2.模拟仿真 ⑴根据理论设计用multisim 7在计算机上进行仿真。验证所设计方案的正确性。 ⑵分析电路的工作原理，写出仿真报告。 3.安装调试部分 ⑴实现给定的数字式抢答器，进行单元测试和系统调试。 ⑵若系统出现故障，排除系统故障，分析并记录系统产生故障的原因，并将此部分内容写在报告中。 4.写出总结报告 本次课程设计是基于我们的数字电子技术理论课来进行操作的，也涉及了 一些我们写没有见过的电路元件。 在人们的日常生活或者工业生产用水中，经常会用到水箱里面的水，如果水箱之类的盛水容器能够保持在一定的范围内，并能较为准确的显示出 目前，555定时器构成的脉冲振荡器在工业生产和日常日常生活中有着越来越广泛的应用，各种各样的产品层出不穷，555高性能水位指示器作为555脉冲振荡器理论的实际应用的例子，其设计具有一定的代表性。 3.2.1 结构及框图说明 由555构成的水位指示器，可以用于家用太阳能热水器的水位指示，也可用于各种储水设备及水处理设备的水位指示。这种水位指示器采用脉冲的方式为采样电极供电，不仅能大大减少工作电源的消耗，而且可以采用普通金属电极作为水位探测电极而不被很快腐蚀，因