水位控制器的设计

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1、大庆石油学院课程设计课程低频与数字电路课程设计题目水位控制器的设计院系电子科学学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2008年7月19日8大庆石油学院课程设计任务书课程低频与数字电路课程设计题目水位控制器的设计专业电子信息工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1CM。实现对水位的实时监测和LED数字显示。测量水位信号为模拟量。基本要求：1.画出水位控制器的结构框图。2.画出系统原理电路图。3.用MULTISIM进行仿真实验。4.按要求完

2、成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。主要参考资料：[1]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.[3]孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.[4]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.完成期限2008.7.19指导教师专业负责人82008年7月10日一、任务技术指标1．使水位稳定在固定的一点上，自动控制水泵工作，以确保供水塔贮水量的恒定误差

3、在±1CM。2.实现对水位的实时监测，测量水位信号为模拟量。3.用MULTISIM进行仿真实验。4．通过LED显示当前水位及抽水、排水状况二、总体设计思想1.基本原理本设计采用金属探针作为液位检测传感器，将液位信息输出到逻辑门电路，通过逻辑门电路判断出当前液位情况，由两个非门驱动继电器，使给、排水电机工作，达到自动控制液位的效果。水位探针用细金属制作，垂直安放在盛水容器内。水位探针可以同供水器安装成一体，从盒体下部伸出，也可单独安装，其间用导线与供水器相连。当探针A、C都为低电位时，信号经过U1A,U1B

4、两与非们后，再经过U1C与非门转化为低电位，通过非门转化为高电位，此时继电器打开，使给水电机工作。同时信号也经过U1D,转化为高电位，通过非门后，成为低电平，继电器仍然关闭，排水电机不工作。实现补水。当探针A、C都为高电位时，信号经过U1A,U1B两与非们后，经过U1C与非门转化为高电位，再经过非门转化为低电位，此时继电器关闭，给水电机不工作。同时信号也经过U1D,转化为低电位，通过非门后，成为高电位，继电器打开，使排水电机工作。实现放水。8由下面的逻辑真值表易知，当探针A、C其他状态电机均不工作。ACY

5、1Y20010010010001101表1逻辑真值表(逻辑真值表中Y1代表给水电机，Y2代表排水电机)水位控制器主要用于工厂及家庭的自备水泵、水井及贮水池的水位自动控制。实现了智能化控制，免去了人工看管的麻烦。自动化控制对水位的控制精确、及时、节省人力资源，优于人工控制。2.系统框图探针探测液位高度逻辑门电路判断液位给排水继电器给排水电机系统电源电机电源排放水发光二极管显示三、具体设计1．传感器8水位传感器由三根探针组成，其中B探针为VCC，如果水位低于三根探针，则有内部下拉电阻将A、C拉至低电位。水位探

6、针ABC可直接用胶皮铝线做成，插到水池里，ABC要求靠得很近但不能直接接触.A是最高水位探测线，C是最低水位探测线。2、逻辑门电路逻辑门电路的主要作用是判断探针传来的液位信息，分析可知，当A、C都为低电位时应使给水电机工作，A、C都为高电位时应使排水电机工作，其他状态均不工作。逻辑电路的设计由卡诺图可以很容易得到。图1逻辑门电路图4．继电器继电器具有隔离作用，可以将电动机的干扰有效的隔离。本设计继电器采用固态继电器，以降低功耗。固态继电器是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同

7、的功能，并且具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（TTL、DTL、HTL）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。5、电机8电机采用24V供电直流电机。四、结论此设计尚不成熟，采用了比较简单的设计方法，但基本上满足要求。本设计应该加上水面高度的显示来加以完善。但是设计者知识有限，未能实现。在与同学们的讨论和老师的指导下，完成了本次的课程设计。通过本次的课程设计，学会了设计电路的基本设计方法和设计的思路，同时也感觉到自己基础知识的不牢固和知识面的缺乏

8、。从本次设计中体会到平时应该注重知识面的扩展和基础知识的积累。并且应该自己对电路设计多锻炼锻炼，提高设计的能力。经过此次课程设计，自己总结出一些电子电路设计的基本步骤。制作一个电子系统时首先必须明确系统的制作任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的制作、参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起。一般来说要经过一下几个步骤：1．明确系统的制作任务对制作任务进行具体分析，了解系统的性能指标内容以及要求。2．