課程設(shè)計 水位控制器的設(shè)計

1、課 程 設(shè) 計課 程 低頻與數(shù)字電路課程設(shè)計 題 目 水位控制器的設(shè)計 院 系 電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 * * * 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 2010年7月31日 課程設(shè)計任務(wù)書課程 低頻數(shù)字電子線路課程設(shè)計題目 水位控制器的設(shè)計 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等主要內(nèi)容：設(shè)計一個水位控制器，使水位穩(wěn)定在固定的一點上，誤差在1cm。實現(xiàn)對水位的實時監(jiān)測和led數(shù)字顯示。測量水位信號為模擬量?；疽螅?.畫出水位控制器的結(jié)構(gòu)框圖。2.畫出系統(tǒng)原理電路圖。3.對電路進(jìn)行仿真實驗。4.按要求完成課程設(shè)計報告，交激光打印報告和電子文檔。主要參考資料：1 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育

2、出版社，2001.2 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)m.北京：高等教育出版社，1997.3 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計m.北京：高等教育出版社，1998.4 高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計m.北京：電子工業(yè)出版社，2002.完成期限 2010年7月31日 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2010 年 7 月 22 日一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)1、將測量水位的模擬信號整形后輸入；2、使水位穩(wěn)固在一點上，誤差為1cm，對水位實行實時監(jiān)測；3、通過led數(shù)字顯示當(dāng)前水位及抽水、排水狀況；4、用multisim進(jìn)行仿真實驗。二、總體設(shè)計思想1.基本原理（1）根據(jù)水的弱導(dǎo)電性,當(dāng)水位低于-1cm時，輸入信號u1，u5

3、為低電平,經(jīng)過由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器整形、反向后，輸出的v1、v2為高電平。v1為高電平，則繼電器j1吸合，抽水機(jī)m1工作，進(jìn)行抽水，此時 d1發(fā)光。v2 經(jīng)反相器后變?yōu)榈碗娖?，所以j2斷開，抽水機(jī)m2不工作。（2）當(dāng)水位高于+1cm時，輸入信號u1、u5為高電平，經(jīng)過由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器整形、反向后，輸出的v1、v2為低電平。v2經(jīng)反向器后變?yōu)楦唠娖?，此時，繼電器j2耦合，抽水機(jī)m2工作，進(jìn)行排水，此時由于編碼器的優(yōu)先選擇性d5發(fā)光。由于v1為低電平，所以j1斷開，抽水機(jī)m1不工作。（3）當(dāng)水位處于要求的范圍內(nèi)時，輸入信號u1為高電平，u5為低電平。輸出信號v1為低電平，v2為高電

4、平。此時，j1、j2斷開，m1、m2都不工作。根據(jù)編碼器的優(yōu)先選擇性,接觸水的探測點中最高的被編碼,則探測點對應(yīng)的led發(fā)光(d1、d2、d3、d4、d5)，這樣根據(jù)所亮的燈就可以判斷出水位所處的范圍。2.系統(tǒng)框圖由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器u1由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器u2水位探測信號抽水機(jī)反向器繼電器j2繼電器j1led顯示編碼器譯碼器排水機(jī)圖1三、具體設(shè)計1、總體設(shè)計電路水位控制電路原理圖水屬于弱電解質(zhì)，具有弱導(dǎo)電性，這樣可以用水來傳遞電信號。根據(jù)此原理，可以將信號輸入部分設(shè)計成有水面的上升與下降來控制電信號的輸入：當(dāng)水位接觸探測點時接通信號，因為水面下可能有多個探測點，可以用優(yōu)先編碼器來

5、處理。每個探測點相連一個led，這樣根據(jù)燈就可以判斷是第幾探測點，進(jìn)一步可以判斷出水位。2、模塊設(shè)計（1）控制電路上圖是控制電路，用來控制抽水機(jī)m1和排水機(jī)m2的工作，保證水位在穩(wěn)定范圍內(nèi)。（2）水位檢測電路上圖是水位監(jiān)測電路，通過優(yōu)先編碼器和譯碼器將led與探測點相接，根據(jù)led發(fā)光即可判斷水位。（3）輸入電路上圖是水箱的設(shè)計，既信號輸入電路。根據(jù)水的弱導(dǎo)電性在水箱內(nèi)設(shè)五個探測點，用于信號輸出，實現(xiàn)對水位的檢測及控制。3、真值表表1對繼電器的控制真值表輸 入繼 電 器u1u5j1j200吸合斷開01斷開斷開11斷開吸合表2對led控制真值表輸 入led顯示u1u2u3u4u5d1d2d3d4

6、d51000010000*100001000*10000100*1000010*100001圖44、仿真及仿真結(jié)果分析四、結(jié)論課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生們理論聯(lián)系實際能力的很好的機(jī)會，同學(xué)們可以充分運用所學(xué)過的知識，發(fā)現(xiàn)，發(fā)覺，分析，解決設(shè)計中遇到的各種問題，不緊鍛煉了實踐能力，而且還對學(xué)生實際工作能力進(jìn)行了具體訓(xùn)練和幫助。通過本學(xué)期的課程設(shè)計，我懂得了電路設(shè)計的基本方法，加深了對電子課程的認(rèn)識；我懂得了理論聯(lián)系實踐，把學(xué)到的知識用到生活中，鍛煉了我手工操作的能力，加強(qiáng)了我設(shè)計電路的能力。而且在實踐過程中加深了對原有知識的理解。這次的課程設(shè)計是自己第一次真正把理論變成實際，運用書本上的東西解決實際問題

7、。很珍惜這次設(shè)計的機(jī)會，也認(rèn)真努力的去完成它。在設(shè)計過程中遇到過不少困難，甚至在最開始連一點思路都沒有，經(jīng)過查閱資料、詢問老師同學(xué)，最后終于成功的完成了設(shè)計，雖不完美，但總是高興自己的進(jìn)步。 電路的功能、指標(biāo)、用途等概念是電路設(shè)計的基礎(chǔ)，這也是我們平時學(xué)習(xí)容易忽視的，在電路設(shè)計時往往找不到相應(yīng)的元氣件，或不知道在同種功能的元氣件中該選擇那種類型的。因此，在以后的學(xué)習(xí)中不但要注意電路的數(shù)學(xué)分析，也要掌握電路功能、特點、元件作用和電路指標(biāo)、用途等基本概念。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原有知識較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，只有在實踐中才能發(fā)現(xiàn)自己的不足。通過這次課程設(shè)計，讓我明白以后要加強(qiáng)鍛煉，多動手、動腦，不能只局限于課本參考資料1 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社，2001.2 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：高等教育出版社，2001.附錄元