課程設(shè)計(jì)---水位控制器的設(shè)計(jì)

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

2、 水位控制器的設(shè)計(jì)</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(jì)一個(gè)水位控制器，使水位穩(wěn)定在固定的一點(diǎn)上，誤差在±1cm。實(shí)現(xiàn)對水位的實(shí)時(shí)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(jìn)行仿真

4、實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　4.按要求完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告，交激光打印報(bào)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(jì)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(jì)[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(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[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(fù)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(diǎn)上，誤差為±1cm，對

7、水位實(shí)行實(shí)時(shí)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(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。</p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)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(shí)，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(jī)M1工作，進(jìn)行抽水，此時(shí) D1發(fā)光。v2 經(jīng)反相器后變?yōu)榈碗娖?，所以J2斷開，抽水機(jī)M2不工作。</p><p>　?。?）當(dāng)水位高于+1cm時(shí)，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?，此時(shí)，繼電器J2耦合，抽水機(jī)M2工作，進(jìn)行排水，此時(shí)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(jī)M1不工作。</p><p>　?。?）當(dāng)水位處于要求的范圍內(nèi)時(shí)，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(shí)，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(diǎn)中最高的被編碼,則探測點(diǎn)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(jì)</b></p><p><b>　　1、總體設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)時(shí)接通信號，因?yàn)樗嫦驴赡苡卸鄠€(gè)探測點(diǎn)，可以用優(yōu)先編碼器來處理。每個(gè)探測點(diǎn)相連一個(gè)LED，這樣根據(jù)燈就可以判斷是第幾探測點(diǎn)，進(jìn)一步可

12、以判斷出水位。</p><p><b>　　2、模塊設(shè)計(jì)</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(jī)M1和排水機(jī)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(diǎn)相接，根據(jù)LED發(fā)光即可判斷水位。</p><p><b>　?。?）輸入電路</b></p><p>　　上圖是水箱的設(shè)計(jì)，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(gè)探測點(diǎn)，用于信號輸出，實(shí)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(jì)是培養(yǎng)學(xué)生們理論聯(lián)系實(shí)際能力的很好的機(jī)會，同學(xué)們可以充分運(yùn)用所學(xué)過的知識，發(fā)現(xiàn)，發(fā)覺，分析，解決設(shè)計(jì)中遇到的各種問題，不緊鍛煉了實(shí)踐能力，而且還對學(xué)生實(shí)際工作能力進(jìn)行了具體訓(xùn)練和幫助。通過本學(xué)期的課程設(shè)計(jì)，我懂得了電路設(shè)計(jì)的基本方法，加深了對電子課程的認(rèn)識；我懂得了理論聯(lián)系實(shí)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(qiáng)了我設(shè)計(jì)電路的能力。而且在實(shí)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(jì)是自己第一次真正把理論變成實(shí)際，運(yùn)用書本上的東西解決實(shí)際問題。很珍惜這次設(shè)計(jì)的機(jī)會，也認(rèn)真努力的去完成它。在設(shè)計(jì)過程中遇到過不少困難，甚至在最開始連一點(diǎn)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(jì)，雖不完美，但總是高興自己的進(jìn)步。 </p><p>　　電路的功能、指標(biāo)、用途等概念是電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，這也是我們平時(shí)學(xué)習(xí)容易忽視的，在電路設(shè)計(jì)時(shí)往往

17、找不到相應(yīng)的元?dú)饧虿恢涝谕N功能的元?dú)饧性撨x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(diǎn)、元件作用和電路指標(biāo)、用途等基本概念。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)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(shí)踐中才能發(fā)現(xiàn)自己的不足。通過這次課程設(shè)計(jì)，讓我明白以后要加強(qiáng)鍛煉，多動(dòng)手、

18、動(dòng)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