电子技术课程设计报告(DOC)

电子技术课程设计报告

设计题目：水箱自动供水电路的设计

专业班级：电信11101班

设计者：1 刘小专

2 陈阳叶

指导教师：张晋平彭元杰

设计时间： 2012 06 27

一、课程设计目的、意义

目的： 1.课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展我们的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

2.注重培养我们学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。

3.培养我们获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

4.提高我们学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

意义：电子技术综合课程设计是电子技术课程的实践性教学环节，既涉及到许多理论知识（设计原理与方法），又强调动手和硬件实验应用能力的锻炼，培养工程实践和电子创新设计的能力，养成理论联系实际和一丝不苟的工作作风，为今后从事电子工程师的工作打下基础。

二、设计任务与要求

利用555定时器,设计一个水箱自动控制电路。

功能：

1. 当水位低于最低点时，电路能自动加水。

2. 当高于最高点时，电路能自动停水。

3. 选择适当的元器件，设计该电路。

4. 利用proteus绘制其电路原理图并仿真。

5、列出元件清单，领取所需型号的元件

6、在万能试验板合理布局、布线

7、按照电路焊接要求，焊接元器件

8、调试电路——发现问题——解决问题——调试电路…

三、总体方案设计

该设计介绍了一种基于数字集成电路的自动水位控制器的设计方法。主芯片选择555时基集成电路，该设计的电源由市电供给。该设计具有自动检测水位，自动开关电机，无人看守自动工作等功能。

1.主要元器件介绍

（1）555定时器：

集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。

555电路的内部电路方框图如图：

它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。RD是复位端（4 脚），RD＝0，555输出低电平。平时RD端开路或接Vcc。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器A1 的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电

压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。

表1 555的功能表

（2）电磁继电器

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路，实现通过弱点控制强电的目的。

（3）开关三极管

开关三极管的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。

负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间，而位居三极管主电流的回路上，输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open)与闭合(closed)动作，当三极管呈开启状态时，负载电流便被阻断，反之，当三极管呈闭合状态时，电流便可以流通。详细的说，当Vin为低电压时，由于基极没有电流，因此集电极亦无电流，致使连接于集电极端的负载亦没有电流，而相当于开关的断开，此时三极管仍作用于截止(cut off)区。同理，当Vin为高电压时，由

于有基极电流流动，因此使集电极流过更大的放大电流，因此负载回路便被导通，而相当于开关的闭合，此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。

2.电路设计

◆检测控制电路：

纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的导电离子，本水位检测装置就是利用水的导电性完成的。

右图中A、B、C是三个电极检测点。当水位低于水位线B 时，水泵工作，给水池加水。水位高于水位线A时，水泵停机，停止给水池加水。C电极是最低水位检测点，它连接于电源地，当水位低于水位线B时，C与B点不导通，当水位到达B 点时，C、B两点在水的作用下导通，当水位到达A点时，A、B与C点都导通。在正常情况下，水位应保持在A、B 两电极范围内。

详细控制电路见下页图1。当控制器用于水位控制时：

图1 控制电路原理图