课程设计 水位报警器设计

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1、水位报警器设计摘要本产品采用CD4066双向模拟开关进行水位监控，LDE发光二极管和数码管显示水位高度，蜂鸣器给予报警。从水位监控器到水位显示器用74LS147编码器编码，4511译码器译码。由于74LS147是低电位编码器，故要用4077同或门对水位监控器处理后的数据输入74LS147编码，再用CD4069处理74LS147输出的数据传入4511译码。关键词：74LS147、CD4066、407771、总体方案图1-1总体方案1.1控制部分方案一：采用CD4066作为控制部分。CD4066是双向模拟开关，能控制数字及

2、模拟信号的传送，其输出端与输入端可互换使用，能用外部电路控制内部电路，可用于水位监测水位高度。方案二：采用继电器作为控制部分。继电器的作用与CD4066相似，但所占空间大，价钱也较贵。综合比较以上两个方案，并与实际情况相结合考虑，我们决定选择方案一。1.2显示部分方案一：采用液晶显示来实现。液晶显示内容比较丰富，但需要编辑程序方能显示不同数字，且价钱较LED与数码管贵。方案二：采用LED与数码管来显示。LED价钱便宜，易于驱动，能直观的显示出水位高度与警戒水位的差距，便于对水位高度的控制，降低危险率；数码管价钱介于LE

3、D与液晶之间，容易驱动，能精确的显示出水位的高度，便于对水位高度的读取。7将LED与数码管结合起来使用，能更好的监控水位。根据设计要求，结合实际情况，决定采用方案二。2、单元模块设计2.1水位监控：图2-1水位监控流程图接受信号是由一个铜板制成的探针，如图（三）所示。每个铜片之间的长度相差1厘米。当水位每上升1厘米铜片就接收到相应的信号，并传入系统中。图2-2探针信号输入系统之后，由CD4066进行处理：当输入的信号为“1”时，CD4066接通，使需要的信号送出。如图（四）图2-3CD4066信号处理信号送到LED发光

4、二极管，相应的LED发光二极管就亮起来。没到五厘米的时候7第一个发光二极管亮，并报警；到达五厘米时第二个发光二极管亮，第一个发光二极管灭，六厘米时第三个发光二极管亮，以此类推，当亮到十二个发光二极管时信号达到警戒地，警报器（蜂鸣器）响起来。2.2编码译码部分图2-4编码译码流程图信号从CD4066双向模拟开关送进来，由4077同或门接收信号，并处理信号，处理原理如下图：表2-1接收信号1接收信号2输出信号111010001信号输送到74LS147进行编码，由于这编码器是低电平有效，所以处理后得到的信号是0才能被74LS

5、147识别，输出的信号是1的则被视为无效。如下图。低电平以十进制进入74LS147，经过74LS147处理后得到二进制8421BCD码。以低电平送出信号。图2-574LS147引脚图7低电平经过4069反相器变成4511译码器能识别的信号高电平，送给4511译码器。8421BCD码变成高电平后，进入4511译码器译成数码管能识别的信号。信号由二进制0101~1111变化，其相应的输出信号是数码管能认识的5~15的信号。2.3显示部分显示部分主要由两部分组成，第一部分就是发光二极管，他能大概的显示水位与警戒位的差距，能一

6、目了然，其原理以上已讲。第二部分是数码管显示具体的数据，即较精确的显示水位高度。能一看便知道水位现时的高度。特殊原件的介绍CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有4个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端（又称控制端）。当选通端为高电平时，开关导通，此时的导通电阻为几十欧姆；当选通端为低电平时，开关截止，呈现出很高的阻抗，可以看成为开路。在使用时，选通端是不允许悬空的。74LS147是一个编码芯片，它的输入与输出脚如表所示：表2-2输入脚输入信

7、号输出信号1101110120110113011001010112010103010014010005001111000110它是低电平有效，其信号是以大覆盖小，比如：当11和12管脚输入信号都为0时，则输出1101而不是1110。2.4各单元模块的联接7水位监控部分与译码编码部分的联接水位监控部分的需要信号主要时又编码译码部分确定的，CD4066的一端的放需要信号是0（即接低电平），当输入信号为1（高电平）时，CD4066接通，低电平信号通过CD4066送出。送到74LS147便可以进行编码，但是一个编码器只能对十进

8、制数1~9进行编码，而数码管则需要显示5到15，即要有两个数码管来显示，一个数码管只显示1（十位数），个位数的数码管则从5到9显示，然后要变成0，再从1~5显示。因此再数据进入74LS147时要进行处理，使74LS147的3、4、5、10管脚依次得到低电平，可以得到1010、1001、1000、0111、0110经过反相器后便得到