課程設(shè)計---水位控制器的設(shè)計

1、<p>　　東 北 石 油 大 學(xué)</p><p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　2010年7月31日</p><p>　　東北石油大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　課程 低頻數(shù)字電子線路課程設(shè)計</p><p>　　題目

2、 水位控制器的設(shè)計</p><p>　　專業(yè) 電子信息工程 姓名 毛若男 學(xué)號 080901140110 </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>

3、　　設(shè)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(xiàn)對水位的實時監(jiān)測和LED數(shù)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997

5、.</p><p>　　[3] 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，1998.</p><p>　　[4] 高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)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(dǎo)教師 <

6、/p><p>　　專業(yè)負責(zé)人 </p><p>　　2010 年 7 月 22 日</p><p><b>　　一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)</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(shù)字顯示當(dāng)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(shè)計思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　?。?

8、）根據(jù)水的弱導(dǎo)電性,當(dāng)水位低于-1cm時，輸入信號u1，u5為低電平,經(jīng)過由555構(gòu)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(jīng)反相器后變?yōu)榈碗娖剑訨2斷開，抽水機M2不工作。</p><p>　?。?）當(dāng)水位高于+1cm時，輸入信號u1、u5為高電平，經(jīng)過由555構(gòu)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(jīng)反向器后變?yōu)楦唠娖剑藭r，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(dāng)水位處于要求的范圍內(nèi)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(jù)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(yīng)的LED發(fā)光(D

10、1、D2、D3、D4、D5)，這樣根據(jù)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(shè)計</b></p><p><b>　　1、總體設(shè)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(zhì)，具有弱導(dǎo)電性，這樣可以用水來傳遞電信號。根據(jù)此原理，可以將信號輸入部分設(shè)計成有水面的上升與下降來控制電信號的輸入：當(dāng)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(jù)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(shè)計</b></p><p><b>　　（1）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(nèi)。</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(jù)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(shè)計，既信號輸入電路。根據(jù)水的弱導(dǎo)電性在水箱內(nèi)設(shè)五個探測點，用于信號輸出，實現(xiàn)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(jié)果分析</p><p><b>　　四、結(jié)論</b></p&g

15、t;<p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生們理論聯(lián)系實際能力的很好的機會，同學(xué)們可以充分運用所學(xué)過的知識，發(fā)現(xiàn)，發(fā)覺，分析，解決設(shè)計中遇到的各種問題，不緊鍛煉了實踐能力，而且還對學(xué)生實際工作能力進行了具體訓(xùn)練和幫助。通過本學(xué)期的課程設(shè)計，我懂得了電路設(shè)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(xué)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(shè)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(shè)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(shè)計的機會，也認真努力的去完成它。在設(shè)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(jīng)過查閱資料、詢問老師同學(xué)，最后終于成功的完成了設(shè)計，雖不完美，但總是高興自己的進步。 </p><p>　　電路的功能、指標(biāo)、用途等概念是電路設(shè)計的基礎(chǔ)，這也是我們平時學(xué)習(xí)容易忽視的，在電路設(shè)計時往往

17、找不到相應(yīng)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(xué)習(xí)中不但要注意電路的數(shù)學(xué)分析，也要掌握電路功能、特點、元件作用和電路指標(biāo)、用途等基本概念。</p><p>　　課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)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(shè)計使我明白了自己原有知識較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，只有在實踐中才能發(fā)現(xiàn)自己的不足。通過這次課程設(shè)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(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p><b>　　附錄</b&g