课设:水塔水位控制器设计

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单片机课程设计水塔水位控制设计

单片机课程设计水塔水位控制设计

单片机课程设计题目:水塔水位控制设计一引言本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。

在此水塔水位控制系统中,检测信号来自插入水中的3个金属棒,以感知水位变化情况。

工作正常情况下,应保持水位在某一范围内,当水位变化发生故障的时候,及时关断电机电源,发出声、光报警信号。

单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性价比,受到人们的重视和关注的应用广、发展快。

而MCS-51单片机是各单片机中最为典型和最具代表性的一种。

水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围,避免空塔” 溢塔”现象发生。

目前,控制水塔水位方法较多,其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行,使水塔内水位保持恒定,以保证连续正常地供水。

实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。

首先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证水位正常。

因此,这里给出以Atmel公司的80C51单片机为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计,实现水位的检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在Proteus软件环境下实际仿真。

实验结果表明,该系统具有良好的检测控制功能,可移植性和扩展性强。

本次设计以8031芯片为核心,辅以必要的外围电路,设计了一个简易的水塔水位控制系统,它由5V直流电源供电。

在硬件方面,除了CPU夕卜,使用了2732芯片对8031的ROM进行4K扩展,并且使用74LS07芯片对外部电路驱动。

软件方面采用汇编语言编程,整个水塔水位控制系统能根据水塔水位的高低来决定水泵电机的运转状态,并且在发生故障时由外部电路的LED发光管点亮报警。

水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统,传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求,从而提高了供水系统的质量。

而且成本低,安装方便,经过多次实验证明,灵敏性好,是节约水源,方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。

简易水塔水位控制电路课程设计

简易水塔水位控制电路课程设计

目录第一章. 课程设计任务书 (2)第二章. 摘要 (3)第三章. 系统组成图 (4)第四章. 主要单元电路设计 (5)1.电源电路 (5)2.水位监测电路和范围控制电路 (6)3.水泵开关电路和显示电路 (8)4.集成电路管脚图 (9)第五章. 电路原理图 (10)第六章. 器件清单 (11)第七章总结 (12)参考文献 (13)第一章课程设计任务书主要内容、基本要求、主要产考资料等:主要内容1.阅读相关科技文献。

2.学习protel软件的使用。

3.学会整理和总结设计文档报告。

4.学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1.电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。

假定水位范围是S1~S2(S1<S2),S为实际水位。

当S<S1时,两个水泵都放水;当S1<S<S2时,仅一个水泵放水;当S>S2时,两个水泵都关闭。

2.电路在S1、S2处不能出现跳闸现象,即水泵不能在短时间内反复在放水和关闭的状态之间转换。

3.电路能够显示出水泵的状态。

4.电路能够手动调节水位控制的范围,即可以调节S1、S2的大小。

主要参考资料1.何小艇,电子系统设计,浙江大学出版社,2001,62.李银华,电子线路设计指导,北京航空航天大学出版社,20053,康华光,电子技术基础,高等教育出版社,20034.王澄非,电路与数字逻辑设计实践,山东大学出版社,1999,10 5.姚福安,电子电路设计与实践,山东科技技术出版社,2001,10 完成期限:2009年6月24日指导老师签章:业负责人签章:2009年6月17日第二章摘要本次课程设计要求设计一个简易的水塔水位控制电路,该系统具有水位上下限手动控制、电机运转指示等功能.使用过程中,可以手动选择一组上、下限的水位组合,低于下限两个电机同时运转;水位在上、下限之间,一个电机运转;高于上限,两个电机都停止运转,电路还设计了防止上、下限出现跳闸现象的功能。

plc课程设计(水塔水位控制模拟)

plc课程设计(水塔水位控制模拟)

成绩:可编程控制器原理及应用课程设计报告设计题目:水塔水位控制模拟学生姓名:黄博新班级:机械电子工程082学号:200810834209指导老师:刘芹设计时间:2011.01目录1. 系统描述及控制要求 (3)1.1 系统描述 (3)1.2 控制要求 (3)2. 控制系统分析与实现 (4)2.1 I/O分配表 (4)2.2 I/O接线图 (4)2.3 流程图 (5)2.4 梯形图和指令表 (6)2.5 程序仿真........................................ 错误!未定义书签。

2.6 程序调试 (8)2.7时序图 (12)3. 心得体会 ............................. 错误!未定义书签。

4. 参考文献 ............................. 错误!未定义书签。

1系统描述及控制要求1.1系统功能描述在水塔水位控制实验区完成本课程设计,当水池水位低于水池低水位界(S4为ON 表示),阀Y打开进水(Y为ON)定时器开始定时,4秒后,如果S4还不为OFF,那么阀Y指示灯闪烁,表示阀Y没有进水,出现故障,S3为ON后,阀Y关闭(Y为OFF)。

当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON,电机M运转抽水。

当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。

面板中S1表示水塔的水位上限,S2表示水塔水位下限,S3表示水池水位上限,S4表示水池水位下限,M1为抽水电机,Y为水阀。

图1S1表示水塔的水位上限,S2表示水塔水位下限,S3表示水池水位上限,S4表示水池水位下限,M为抽水电机,Y为水阀。

1.2控制要求(1) S4为ON时,Y灯亮,四秒后,Y灯闪烁,闪烁频率为0.5秒,其中:四秒延时用定时器T2控制,0.5秒闪烁用定时器T1控制(2) S3为ON时,Y灯熄灭(3) S4为OFF且S2为ON时,M灯亮(4) S1为ON时,M灯熄灭2 控制系统分析与实现2.1 I/O 分配表表12.2 I/O 接线图图2X001X002X003X004COMY001Y002COM✞✞S1 S2 S3 S4MYFX1S2.3 流程图图32.4 梯形图和指令表图4图52.5 程序仿真(1)打开GX Developer软件,并新建一个工程,选择FXCPU系列中FX1S的PLC类型,接着单击“确定”按钮;(2)根据自己编写的程序,写入程序;(3)写完程序,单击鼠标右键,选择“程序编译”选项,使程序由“写入状态”进入“读出状态”;(4)单击工具栏中“梯形图逻辑测试启动/结束”按钮,进入仿真界面。

水塔水位控制系统设计毕业设计

水塔水位控制系统设计毕业设计

目录第1章概述 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 设计要求及意义 (3)第2章系统方案的设计 (4)2.1 总体设计方案 (4)2.2 系统组成 (6)第3章硬件设计 (6)3.1 单片机的简要介绍 (6)3.2 水位检测电路 (8)3.3 水质检测电路 (9)第4章软件设计 (10)4.1 水位控制程序 (10)4.2 水质检测程序 (12)第5章系统调试及说明 (15)5.1 软件调试 (15)5.2 硬件调试 (19)5.3 使用说明和注意事项 (20)第6章总结 (21)第7章致谢 (22)第8章参考文献 (23)第9章附录 (24)9.1 源程序清单 (24)9.2 总电路原理图 (29)第1章概述1.1 背景介绍随着科学技术的发展, 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统, 智能仪器和家用电器中得到广泛使用。

在实时检测和自动控制的单片机使用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。

水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作, 在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机, 给水塔供水;在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机, 停止供水。

并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报, 以及时排除故障, 随时保证水塔的对外的正常供水作用。

水塔是在日常生活和工业使用中经常见到的蓄水装置, 通过对其水位的控制对外供水以满足需要, 其水位控制具有普遍性。

不论社会经济如何飞速, 水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。

一旦断了水, 轻则给人民生活带来极大的不便, 重则可能造成严重的生产事故及损失, 从而对供水系统提出了更高的要求, 满足及时、准确、安全充足的供水。

如果仍然使用人工方式, 劳动强度大, 工作效率低, 安全性难以保障, 由此必须进行自动化控制系统的改造。

从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。

该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。

水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文.

水塔水位控制系统电子课程设计全文.一、水塔水位控制系统的概述水塔水位控制系统是一种自动水位控制系统,主要应用于水塔的水位管理,它可以自动检测水塔的水位,并根据预设的设定值来控制水塔的水位。

系统中的核心部分为水位传感器,用于实时监测水箱的水位,上位机通过水压变送器和电磁阀控制水箱水位。

水塔水位控制系统可以有效控制低水位、高水位等水位状况,提高水塔供水效率,减少水质污染。

水塔水位控制系统主要由以下组成:1.水位传感器:水位传感器安装在水塔内,用于实时检测水塔内水位,传感器将水位数据转换成信号,供上位机控制体系读取。

2.水压变送器:水压变送器通过水压变频器把信号转换成变动的阀门控制电流,用于控制水塔水位,保持在安全范围。

3.电磁阀:电磁阀用于控制水塔内水位,当水位过高时,电磁阀自动开阀引水排出;当水位过低时,电磁阀自动关阀,停止水位控制。

4.上位机:上位机主要用于控制系统的数据采集和参数设置,实时显示水位变化,记录水塔的水位变化,���便用户管理。

水塔水位控制系统的工作原理主要是通过水位传感器实时检测水塔水位,把水位高度数据转换成信号,由上位机控制,再经过水压变送器,控制电磁阀的开关,一旦水位超过预设的范围,系统将自动打开阀门,排出多余的水,当水位低于设定值时,阀门将自动关闭,以保持水位在安全范围内。

1.可实现自动控制,减少人工介入,安全性高。

2.系统运行可靠,采用传感器及计算机控制技术,精准可靠,运行稳定性高。

3.采用智能及精确控制技术,精确度高,水位控制精度可达0.1米。

4.可扩展性强,系统布线简单,无需增设其他电源,可根据实际需要,自动添加检测和控制元件。

五、安装工作1.根据实际水位检测点的位置安装水位传感器。

2.安装及调试水压变送器。

3.根据需要设置水位控制器参数,包括水位上、下限及低压保护阈值等。

4.安装电磁阀,并完成接线,确保系统的正常运行。

5.对控制系统的基本功能进行检测和调试,确保控制系统的性能达到设计要求。

水塔水位plc课程设计

水塔水位plc课程设计

水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在水塔水位控制中的应用;2. 学生能够掌握水塔水位控制系统的设计流程,包括传感器的使用、PLC编程以及执行机构的控制;3. 学生能够解释水位控制中涉及到的物理概念,如液位、压力、浮力等,并与实际控制系统相结合。

技能目标:1. 学生能够操作PLC编程软件,设计并实现简单的水位控制程序;2. 学生能够运用问题解决策略,对水位控制系统进行调试和故障排除;3. 学生通过小组合作,能够协同完成一个综合性的水塔水位PLC控制项目。

情感态度价值观目标:1. 学生将培养对自动化控制技术的兴趣,认识到其在工业和日常生活中的重要性;2. 学生通过实践活动,培养创新意识和工程思维,增强解决实际问题的信心;3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见,培养团队协作精神和责任感。

课程性质分析:本课程属于技术应用型课程,结合物理原理与工程技术,强调理论与实践的结合。

学生特点分析:考虑到学生处于高年级,具备一定的物理知识和逻辑思维能力,能够理解较为复杂的控制系统,并具备初步的PLC操作能力。

教学要求:课程需以学生为中心,采用项目驱动教学法,鼓励学生动手实践,通过实际操作达到知识的内化和技能的提升。

通过具体的学习成果分解,教师可以有效地进行教学设计和评估,确保学生在知识掌握、技能应用和情感态度价值观形成方面均能取得实质性进步。

二、教学内容1. PLC基础原理- PLC的结构与工作原理- 常见输入/输出设备的使用2. 水塔水位控制系统组成- 液位传感器的种类及原理- 执行机构(如水泵、阀门)的控制方法3. PLC编程技术- PLC编程语言(梯形图、指令列表等)- 水位控制程序设计步骤及技巧4. 系统调试与优化- PLC程序的下载与上传- 系统调试方法及故障排除5. 综合项目实践- 小组合作设计水塔水位控制项目- 项目实施与评价教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,确保科学性和系统性。

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC设计

水塔水位控制系统PLC 设计1、水塔水位控制系统PLC 硬件设计 1.1、水塔水位控制系统设计要求水塔水位控制装置如图1-1所示图1-1 水塔水位控制装置水塔水位的工作方式:当水池液位低于下限液位开关S4,S4此时为ON ,水阀Y 打开(Y 为ON ),开始往水池里注水,定时器开始定时,4秒以后,若水池液位没有超过水池下限液位开关时(S4还不为OFF ),则系统发出报警(阀Y 指示灯闪烁),表示阀Y 没有进水,出现故障;若系统正常,此时水池下限液位开关S4为OFF,表示水位高于下限水位。

当水位液面高于上限水位,则S3为ON ,阀Y 关闭(Y 为OFF )。

当S4为OFF 时,且水塔水位低于水塔下限水位时(水塔下限水位开关S2为ON ),电机M 开始工作,向水塔供水,当S2为OFF 时,表示水塔水位高于水塔下限水位。

当水塔液面高于水塔上限水位时(水塔上限水位开关S1为OFF ),电机M 停止。

(注:当水塔水位低于下限水位,同时水池水位也低于下限水位时,水泵不能启动)1.2 水塔水位控制系统主电路水塔水位控制系统主电路如图1-2所示:M 3~L1L2L3SQFUKMFRS1---表示水塔的水位上限,S2---表示水塔的水位下限,S3---表示水池水位上限, S4---表示水池水位下限,M1为抽水电机,Y 为水阀。

图1-2 水塔水位控制系统主电路1.3、I/O 接口分配水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配如表1-1所示。

表1-1 水塔水位控制系统PLC 的I/O 接口分配表符号地址 绝对地址 数据类型 说明 1 S1 I0.1 BOOL 水塔上限水位 2 S2 I0.2 BOOL 水塔下限水位 3 S3 I0.3 BOOL 水池上限水位 4 S4 I0.4 BOOL 水池下限水位 5 START I0.0 BOOL 控制开关 6 Y Q0.1 BOOL 水阀 7 M1 Q0.2 BOOL 抽水电机 8 Q0.3 BOOL 水池下限指示灯 9 Q0.4 BOOL 水池上限指示灯 10 Q0.5 BOOL 水塔下限指示灯 11 Q0.6 BOOL 水塔上限指示灯 12 Q0.7 BOOL 报警指示灯 1.4、水塔水位控制系统的I/O 接线图这是一个单体控制小系统,没有特殊的控制要求,它有5个开关量,开关量输出触点数有8个,输入、输出触点数共有13个,只需选用一般中小型控制器即可。

水塔液位控制系统课程设计

水塔液位控制系统课程设计

集美大学机制专业课程设计论文(机电方向)基于FX1N– 60MR可编程控制器的水塔液位控制系统专业:机械设计制造及其自动化(09级)姓名:陈剑民班级:机械0995(机电方向)学号: 2009934139指导教师:弓清忠雷慧集美大学机械专业(机电方向)课程设计任务书目录第一章绪论 (5)1.1PLC简介 (5)1.2水塔液位控制系统简介 (9)第二章控制系统设计 (10)2.1 设计题目及方案分析 (10)2.2控制流程图 (11)2.3主电路控制图 (12)2.4 I/O (13)2.5梯形图 (15)2.6指令表 (17)第三章系统调试 (18)3.1调试过程 (18)3.2出现问题及解决方法 (18)结论 (19)致谢语 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1PLC简介可编程控制器是二十世纪七十年代发展起来的控制设备,是集微处理器、储存器、输入/输出接口与中断于一体的器件,已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。

计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展,大大加强了可编程控制器通信能力,丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧,增强了PLC 过程控制能力。

因此,无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制,都可以采用可编程控制器,推广和普及可编程控制器的使用技术,对提高我国工业自动化生产及生产效率都有十分重要的意义。

可编程控制器(Programmable Controller)也可称逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一微处理器为核心的工业自动控制通用装置,是计算机家族的一名成员,简称PC。

为了与个人电脑(也简称PC)相混淆通常将可编程控制器称为PLC。

可编程控制器的产生和继电器—接触器控制系统有很大的关系。

继电器—接触器控制已经有伤百年的历史,它是一种弱电信号控制强电信号的电磁开关,具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的有优点。

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目录
1.设计任务与要求 (2)
2.方案比较与论证 (3)
2.1各种方案比较与选择 (3)
2.2方案证论 (3)
3.总体设计框图 (4)
4.选择器件 (4)
5.单元模块设计 (6)
5.1信号产生部分 (6)
5.2信号处理部分 (7)
5.3水位显示电路 (8)
5.4 电机控制电路 (8)
5.5 报警控制电路 (10)
6.最终电路 (11)
7.结论 (12)
8.设计总结 (12)
参考文献 (12)
附录 (14)
1 设计任务与要求
1.1设计并制作一个水塔水位控制器该控制器具有四个水位检测输入,由低到高分别为H1、H2、H3、H4;功率为10KW的水泵电动机分别为M1、M2;控制器根据水位状态控制水泵工作。

1.2控制要求
1.水位检测,要求不受长期水泡工作环境影响;
2.当水位低于H1时,M1与M2同时工作;当水位高于H4时,M1与M2同时停机;
3.当水位由H1上升到H3时,关掉M1;
4.当水位由H4上升到H2时,打开M1;
1.3备用泵控制要求
当两台工作水泵任一台发生故障时,应能检测出故障,并使备用水泵投入工作,备用水泵投入后,对故障水泵有相应指示
1.4题目评析
该题目的选取充分考虑到水位控制器在现实生活中的广泛应用,结合生活经验以及所学知识。

利用74LS147编码器实现了对水位的监控和电机控制。

该电路简单明了,难点在于逻辑电平信号的产生,以及编码器逻辑电路的设计。

该设计具有使用简单,性能可靠,制作成本低廉,便于实现自动化等一系列优点。

该控制器适用性强,抗干扰能力强等优点。

2.方案比较与论证
2.1各种方案比较与选择
方案一:通过浮球开关来控制水位。

利用电缆式浮球开关,通过一弹性电线与水泵连接。

该控制器浮球易受外界杂物影响其稳定性,特别是纤维状的杂物缠绕而有失误,同一小水箱里不宜使用多个,否则会相缠绕。

使用寿命相对短些,而且多数直接接220V,存在一定的安全隐患终有一天因为电线破损而漏电伤人。

方案二:采用555电路的电子水位控制器,该控制器采用555定时器作为主控电路的核心,该方案在555定时器的设计上比较难以实现。

方案三:基于74LS147编码器电路实现水位控制。

该电路在实现过程中,相对简单,成本低,可靠性高,安全便捷。

因此将该方案确定为最终方案。

2.2方案证论
该方案是基于74LS147编码器电路实现水位控制。

当水位处于不同水位时,把测得的水位变化转换成相应的电平信号,主控电路根据电平信号经74LS147编码器编码后,实现对电机进行控制。

以完成相应水位显示,故障报警等一些任务。

完成对水塔水位的控制。

方案电路简单,实现简单,在同类功能的控制器中,成本低廉,可靠性也能满足一般用户的基本要求。

每部分电力都有其相应的功能:首先由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部分处理后输出其他电力的控制信号,控制其他电力工作:电机控制电力部分接受到由信号处理电力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,因此有一个循环的过程,即使水位保持在一定范围内;水位显示电路接受到有效信号后驱动显示器工作使其显示该时刻的水位;水位超限时输出为报警电路的有效控制信号使报警电路工作驱动报警器报警。

由“信号产生、信号处理、电机控制、电机、信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。

3.总体设计框图
由任务分析可知,该设计电路主要有三个功能:电机控制、水位显示与报警。

而要有这些功能就必须要有使其工作的控制信号,所以首先就必须要有输入信号,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。

水位控制器主要由水位传感器、电源电路和控制电路三部分构成。

整体电路框架如下图所示。

电路设计图
图3.1电路设计图
4.选择器件
1)本次课程设计所用器件如下表:
表4.1 元器件
74LS04 非门 4
74LS08 两输入与门 2
74LS20 四输入与非门 2
74LS147 优先编码器 2
74LS32 两输入与门 2
图4.2 74LS147逻辑符号
2) 74LS147为优先编码器,在同时输入多个数字时,只对最大数字进行编码其功能表如下图。

表4.3 功能表
3)非门的应用
当输入为高电平时输出等于低电平,而输入为低电平时输出等于高电平。

因此输出与输入的电平之间是反向关系。

4)或门的应用
或门是实现或运算的门电路,当输入中有高电平时输出等于高电平,而输入中全为低电平时输出等于低电平。

5)与门的应用
与门是实现与运算的门电路,当输入中有低电平时输出等于低电平,而输入中全为高电平时输出等于高电平。

5.单元模块设计
各单元模块功能介绍及电路设计
5.1信号产生部分
该部分的目的是产生有效的输入信号。

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,初步将该部分设计成由水面的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作控制信号。

在水塔的不同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。

因此只要知道每个探头的具体位置,在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作输入信号经过处理后成为电路的控制信号。

设计该部分主要在于探头个数的选择与探头放置位置的选择。

因为探头的个数直接关系到水位检测的精确度:探头个数越多检测点也就越多检测水位就越准确。

但如果探头太多就会给其他电力设计带来麻烦:一个是信号处理的输入端要多,一个是水位显示也要相应的增加,加大了工作量。

根据任务设计的要求,一水塔有四水位,令该水塔水位低于1时报警,因此可以将探头个数设计为4个,分别检测4个点的水位。

信号发生器
图 5.1 信号发生器
5.2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。

由于水的导电性十微弱,由公共端通过探头的电信号会很小,不一定能够成为满足电路工作的控制信号,因此有必要先对输入信号进行放大处理。

根据元器件的功能可知,晶体管具有放大、饱和和截止三种工作状态,可选用一种状态输入信号进行处理。

图5.2信号处理电路
由探头出来的电信号输入到信号输入端,由信号输出端输出。

当有电流从公共电极流入探头时,经过电阻R到达晶体管Q的基极,此时三极管的发射结合集电结电压都正偏。

当发射结电压超过三极管的导通电压时,由晶体管的工作条件可知此时其处于饱和状态,即相当于开关的闭合状态,接通集电极与发射极,使
集电极输出低电平。

只要涉及电阻R的阻值合理,就能比较稳定地使晶体管工作。

5.3水位显示电路
该部分主要是用74LS147将信号编为四水位由数码管显示出来。

见图5.3 5.4 电机控制电路
该部分为整个设计电路的重点部分,也是难点部分。

主要目的即是要靠那个值电机的工作通过控制电机的工作来控制水位,这也就是本实验的主要设计目的。

由任务的设计要求:要将水塔的水位控制在1-4水位。

即水位低于1时使两台电机工作升到3时使一台电机停止工作,水位升到4时两台电机停止。

而由信号产生部分设计可知,要将电信号1,3和4设计为控制电机转动和停止的控制信号。

而该电信号通过编码处理后输出为四位二进制码0001,0011和0100所以就是要使输出信号为0001,0011和0100时控制电机工作。

表5.4.1电机控制逻辑电平真值表
图5.4.2 水位数码管显电路仿真图
图5.4.3电机控制电路
由电路图可知,该电路主要由三个部分组成:两输入与门、或门、电机。

电机C A C B M +=1,C B C B M +=2
电路工作原理:假设刚开始水塔的水位在1时,使两台电机接通工作抽水,当水位上升到3时,关掉一台电机,当水位上到4时关掉两台电机,当为0001,0000,0010,时两或门输出均为一,两电机工作,当信号变为0011时上边或门输出为0,下边或门输出为1,一台电机停止工作,当信号变为0100时,两或门输出0,电机全部停止工作。

该电路所用的元器件已经标在图上。

反相器7404,或门为071,与门为7400。

5.5 报警控制电路
根据任务设计要求只要将编码处理输出的信号DCBA为0000时设为报警电路的控制信号即可。

该电路主要由四输入与非门、反相器、或门、报警器构成。

当水位低于1时编码器编码输出的信号DCBA为0000 ,再经过反相器输入到四输入或非门输入端后输出为低电平再经过反相器后变为高电平。

该高电平通过或门后驱动报警器工作,报警时备用电机开始工作,损坏电机支路指示灯熄灭。

因此可以通过报警器来判断整个控制电路的工作是否正常。

四输入与非门选用7420,反相器为7404,或门为4071,报警器用小灯泡来代替。

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