水位控制系统设计报告

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1、电子技术课程设计报告水位控制系统专业班级：自动化091学生姓名：黄璐学号：09133308指导老师：施丽莲2011年7月1日目录目录1第一章课程要求2第二章方案选择32.1水位控制系统32.25V直流稳压电源4第三章系统结构框图与工作原理53.1设计电路53.1.1LED灯的控制63.1.2数码管的控制93.1.3蜂鸣器的控制123.2电源设计133.2.1整流桥133.2.2平滑滤波器143.2.3稳压电路14第四章课程深化154.1方案一154.2方案二16第五章问题分析与调试165.1蜂鸣器纠正165.25V

2、电源17第六章课程展示186.1水位控制系统的完整电路186.25V稳压直流电路186.3实物展示196.3.1实物图说明19第七章设计心得21附录A芯片清单21附录B参考文献2221第一章课程要求教师姓名施丽莲教师联系方式612869设计题目水位控制系统小组成员黄璐陈艳艳吴文鹏学生人数3设计主要内容及要求1.能显示水箱的水位，液位分别为1,2,3档，档检测到水位低于一档的时候，发出缺水警报，并启动水位向水箱供水，当水位超过一档时，停止缺水警报，但继续供水，知道水位到达3档为止，关闭水泵。当水位超过3档时，发出越线

3、警报。2.1根据技术要求进行总体方案设计。2.2画出电路图（或者仿真图），要求设计5V直流稳压源2.3元器件及参数选择2.4电路制作调试或仿真2.5编写设计报告，写出设计过程，附上有关资料，图纸及心得21第二章方案选择2.1水位控制系统该控制系统的水位用开关表示，分别为A0，A1，A2，A3四个开关，分别用2进制表示水位情况。水泵的充水情况则用LED显示，若灯亮则表示正在加水，反之，则停止供水。用数码管显示水位。当水位低于1档时，用蜂鸣器发出警报，同时绿灯亮起，数码管显示0；超过1档，警报停止，表示供水；当水位达到

4、3档时，绿灯熄灭，表示供水结束。此时，若水泵已损坏，及供水不能自动控制时，当水位高达极限水位4时，警报会重新发出警报，提醒关闭泵因此该设计需要用到4个开关。详细情况见表1。输入输出A3Ａ2A1A0LED蜂鸣器数码管1111亮警报01110亮无11100亮无21000灭无30000灭警报4表2.1212.25V直流稳压电源该电源的设计需将220V的交流电转换为5V的直流稳压。220V经电源变压器降为约+24V的交流电，先经过整流桥和电容C1和C2进行滤波后，经过稳压芯片LM317得到在1.26v-17.51v可调的一

5、个相对稳定的直流电压，然后把整流后的电压接到7805稳压芯片上，分别得到+5v的电压。图2.2则表示了设计的一个思路。图2.221第三章系统结构框图与工作原理3.1设计电路将模拟过程控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的基于计算机仿真的控制系统，对于其设计思路，如图3.1所示。蜂鸣器5V电压74LS148编码器逻辑门开关74HC4511译码器数码管LED灯图3.1213.1.1LED灯的控制编码器输出的一端为控制LED灯的显示，灯亮是要在开关输入为1111(A3A2A1A0)和1110(A3A2

6、A1A0)以及输入为1110(A3A2A1A0)显示。而输入信号通过编码器进行编译后，其对应的信号分别为111(Y2Y1Y0)和011(Y2Y1Y0),所以要用到的逻辑关系为L=Y3Y1+Y3Y2。而在接入LED灯时需要加限流电阻，防止灯被烧坏。设计如图3.1.1。图3.1.1213.1.1.174LS148芯片如3.1.1.1所示为优先编码器的引脚图，在本次的设计中，采用它用于开关的优先性。其功能表如图3.1.1.2。由图可知：该芯片当EI为高电平时，该芯片才会开始工作。当EI为高电平时，该芯片是低电平有效，所以

7、当高位的为0时，则显示的是该高位的数字。通过该芯图3.1.1.1片可以将开关的输入信号分别转换。图3.1.1.2213.1.1.2一般逻辑门图3.1.1.3Y=AB与门（图3.1.1.3）非门（图3.1.1.4）Y=A+B图3.1.1.4非门（图3.1.1.5）Ｙ＝Ａ图3.1.1.5＊连接时需要注意连接各逻辑门的VCC以及GND213.1.2数码管的控制编码器的另一个输入端计入了74LS04芯片，进行反向处理之后，进而接入3—8译码器，最后再通过数码管显示出数字。在接入数码管时，每个端口都需要接限流电阻，使之在安全

8、的电压下工作。仿真图如3.2.1所示。图3.1.23.1.2.13—8译码器3—8译码器即74HC4511芯片,如图3.1.2.1所示。该芯片的使能端为高电平有效。该芯片有4个输入端，在本次的设计中，我们只用了3个输入，所图3.1.2.1以D端接入低电平。输出端我们接入了数码管，使之显示数字。其真值表如图3.1.2.2所示。21图3.1.2.23.1.2.3