課程設計---水位控制器的設計

1、<p>　　東 北 石 油 大 學</p><p>　　課 程 設 計</p><p>　　2010年7月31日</p><p>　　東北石油大學課程設計任務書</p><p>　　課程 低頻數字電子線路課程設計</p><p>　　題目

2、 水位控制器的設計</p><p>　　專業(yè) 電子信息工程 姓名 毛若男 學號 080901140110 </p><p>　　主要內容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內容：</b></p><p>

3、　　設計一個水位控制器，使水位穩(wěn)定在固定的一點上，誤差在±1cm。實現對水位的實時監(jiān)測和LED數字顯示。測量水位信號為模擬量。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1.畫出水位控制器的結構框圖。</p><p>　　2.畫出系統(tǒng)原理電路圖。</p><p>　　3.對電路進行仿真

4、實驗。</p><p>　　4.按要求完成課程設計報告，交激光打印報告和電子文檔。</p><p><b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　[1] 閻石.數字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 彭介華.電子技術課程設計指導[M].北京：高等教育出版社，1997

5、.</p><p>　　[3] 孫梅生.電子技術基礎課程設計[M].北京：高等教育出版社，1998.</p><p>　　[4] 高吉祥. 電子技術基礎實驗與課程設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　完成期限 2010年7月31日 </p><p>　　指導教師 <

6、/p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p>　　2010 年 7 月 22 日</p><p><b>　　一、任務技術指標</b></p><p>　　1、將測量水位的模擬信號整形后輸入；</p><p>　　2、使水位穩(wěn)固在一點上，誤差為±1cm，對

7、水位實行實時監(jiān)測；</p><p>　　3、通過LED數字顯示當前水位及抽水、排水狀況；</p><p>　　4、用MULTISIM進行仿真實驗。</p><p><b>　　二、總體設計思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　?。?

8、）根據水的弱導電性,當水位低于-1cm時，輸入信號u1，u5為低電平,經過由555構成的施密特觸發(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M1工作，進行抽水，此時 D1發(fā)光。v2 經反相器后變?yōu)榈碗娖?，所以J2斷開，抽水機M2不工作。</p><p>　　（2）當水位高于+1cm時，輸入信號u1、u5為高電平，經過由555構成的施密特觸發(fā)器整形、反向后，輸出的v1、v2為低

9、電平。v2經反向器后變?yōu)楦唠娖?，此時，繼電器J2耦合，抽水機M2工作，進行排水，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M1不工作。</p><p>　?。?）當水位處于要求的范圍內時，輸入信號u1為高電平，u5為低電平。輸出信號v1為低電平，v2為高電平。此時，J1、J2斷開，M1、M2都不工作。根據編碼器的優(yōu)先選擇性,接觸水的探測點中最高的被編碼,則探測點對應的LED發(fā)光(D

10、1、D2、D3、D4、D5)，這樣根據所亮的燈就可以判斷出水位所處的范圍。</p><p><b>　　2.系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　三、具體設計</b></p><p><b>　　1、總體設計電路<

11、;/b></p><p><b>　　水位控制電路原理圖</b></p><p>　　水屬于弱電解質，具有弱導電性，這樣可以用水來傳遞電信號。根據此原理，可以將信號輸入部分設計成有水面的上升與下降來控制電信號的輸入：當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)先編碼器來處理。每個探測點相連一個LED，這樣根據燈就可以判斷是第幾探測點，進一步可

12、以判斷出水位。</p><p><b>　　2、模塊設計</b></p><p><b>　?。?）控制電路</b></p><p>　　上圖是控制電路，用來控制抽水機M1和排水機M2的工作，保證水位在穩(wěn)定范圍內。</p><p><b>　?。?）水位檢測電路</b><

13、/p><p>　　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LED發(fā)光即可判斷水位。</p><p><b>　　（3）輸入電路</b></p><p>　　上圖是水箱的設計，既信號輸入電路。根據水的弱導電性在水箱內設五個探測點，用于信號輸出，實現對水位的檢測及控制。</p><p><b&g

14、t;　　3、真值表</b></p><p>　　表1對繼電器的控制真值表</p><p>　　表2對LED控制真值表</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　4、仿真及仿真結果分析</p><p><b>　　四、結論</b></p&g

15、t;<p>　　課程設計是培養(yǎng)學生們理論聯(lián)系實際能力的很好的機會，同學們可以充分運用所學過的知識，發(fā)現，發(fā)覺，分析，解決設計中遇到的各種問題，不緊鍛煉了實踐能力，而且還對學生實際工作能力進行了具體訓練和幫助。通過本學期的課程設計，我懂得了電路設計的基本方法，加深了對電子課程的認識；我懂得了理論聯(lián)系實踐，把學到的知識用到生活中，鍛煉了我手工操作的能力，加強了我設計電路的能力。而且在實踐過程中加深了對原有知識的理解。</

16、p><p>　　這次的課程設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。很珍惜這次設計的機會，也認真努力的去完成它。在設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，經過查閱資料、詢問老師同學，最后終于成功的完成了設計，雖不完美，但總是高興自己的進步。 </p><p>　　電路的功能、指標、用途等概念是電路設計的基礎，這也是我們平時學習容易忽視的，在電路設計時往往

17、找不到相應的元氣件，或不知道在同種功能的元氣件中該選擇那種類型的。因此，在以后的學習中不但要注意電路的數學分析，也要掌握電路功能、特點、元件作用和電路指標、用途等基本概念。</p><p>　　課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設計使我明白了自己原有知識較欠缺，自己要學習的東西還太多，只有在實踐中才能發(fā)現自己的不足。通過這次課程設計，讓我明白以后要加強鍛煉，多動手、

18、動腦，不能只局限于課本</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 閻石.數字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p><b>　　附錄</b&g