水塔自动上水课程设计

《水塔自动上水课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、目录一、设计目的1二、设计要求1三、设计方案1四、设计组成及原理分析4五、元器件的选用及其参数12六、设计总结13七、参考文献1415一、设计目的本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。二、设计要求1）设计制作一个带保护装置的水塔自动进水逻辑电路。2）要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动

2、进水，满时要及时断电停水，水位过低时能停止出水。三、设计方案1.设计方案分析每部分电路都有其相应功能：首先有信号产生部分产生整个电路的输入信号，该信号经过信号处理之后，输出其他电路的控制信号，控制其他电路工作，电机控制电路部分接收到有信号处理电路输出的有效控制信号后正常工作驱动电机转动抽水，使水位上升，而水位的变化又直接关系到信号的产生，因此有个循环的过程，即使水位保持在一定范围内，水位显示电路接收到有效信号后驱动显示器工作，使其显示该时刻的水位；水位超限时输出为15电机停止的有效控制信号使上水电路停止工作。由“信号产生→信号处理→电机控制→水

3、位变化→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。方案一、通过NE555接成施密特触发电路，利用v1-v0电压传输特性就可以达到水塔自动进水，不会产生水满而溢出的目的。       自动进水：当水位下降低于A点时，A点悬空。IC的2脚低于1／3Ｖｃｃ，其3脚输出高电平，水塔被启动，水位逐渐上升。       中间保持：当水位上升到Ａ点到Ｂ点之间时，此时P点电位控制在1／2Ｖｃｃ左右，触发器保持原来的状态不变。因为此时电路不工作，所以水位一直保持在A点与C点之间，不再上升。停止进水：当水位达到C时，此时输出信号V0变为低电平，致使后续电

4、机上水电路不工作。以上过程形成循环，在正常情况下一直保持水塔水位大于下限水位。15方案二：通过基本用‘与非门’构成的RS触发器，（1，1）输入状态输出Q保持功能，从而控制后续电机电路，来实现上水。其中A=S,(BC)'=R，S和R为基本RS触发器的输入端，Q为触发器的输出端，继电器1为进水电机控制器，继电器2为出水电机控制器。ABC水位信号---RS触发信号---输出信号转换表ABCSRQ继电器1继电器2000011工作不工作100111工作工作110111工作工作111100不工作工作110110不工作工作100110不工作工作000011工

5、作不工作论证：由于方案二电路图设计简单，易于理解，基本RS触发器使用比较熟悉。而且方案二所用元件价格相对合理。所以我选择第二个方案。15电机电机控制2.总体设计图显示器水位显示信号处理信号产生由任务分析可知该设计电路有两个功能：水位控制、水位显示。而要有这些功能就必须要有使其工作的控制信号，所以首先即必须要有输入信号，因为任务要求是自动控制，所以输入信号也必须由电路自己产生而不能人为加入，因此可以将整个电路设计为以下部分：信号产生、信号处理、电机控制和水位显示电路。整体电路框架如上图所示。四、设计组成及原理分析①信号产生部分15该电路的目的是产

6、生有效的输入信号，主要原理是利用水的弱导电性。水属于弱导电质、即使这样也可以通过水来传递微弱的电信号，鉴于此原理，初步将该电路设计成由水面上升与下降来控制电信号的接通与断开；当水位上升时接通电信号；当水位下降时断开电信号。按此分析，只要在水塔里放上用来传递电信号的探头，则水位上升到探头位置时接通电信号；水位低于探头位置时断开电信号。把电信号接通时设为有效信号即当做输入信号，而断开时设为无效信号，因此可以由电信号的接通与断开之间的变化产生信号当做控制信号。在水塔的不同位置放置几个探头时就可以根据水位的高低接通某些探头和断开某些探头。因此只要知道每

7、个探头具体位置，再根据其输出电信号的情况就能大致确定水位的位置，将探头输出的电信号当做输入信号经过处理后成为电路的控制信号。根据设计的要求，设水塔分水满、不足、两者之间三部分，因此可用探头个数设计为三个点的水位abc为三个检测探头，其中a探头表示水箱底部水不足的临界点，b表示在水满和水不足之间，c探头表示水满的触点②信号处理部分该部分主要是对输入信号进行处理输出其他电路的控制信号，由于水的导电性十分微弱，不一定能够成为满足电路工作的控制信号，因此可以接一个反相器对输入信号进行处理。如图：15③水位显示部分由以上电路的设计，可选用74LS147的

8、优先编码器，所谓“优先”编码即多个输入端同时满足编码条件时，只对最高位编码。先用优先编码器把所输入信号进行编码，编码后由于输出低电平信号有效所以用反相