《水位控制系统设计报告》.docVIP

电子技术课程设计报告 水位控制系统 专业班级： 自动化091 学生姓名： 黄璐 学 号： 指导老师： 施丽莲 2011年7月1日 目录 目录 1 第一章 课程要求 2 第二章 方案选择 3 2.1 水位控制系统 3 2.2 5V直流稳压电源 4 第三章 系统结构框图与工作原理 5 3.1 设计电路 5 3.1.1 LED灯的控制 6 3.1.2 数码管的控制 9 3.1.3 蜂鸣器的控制 12 3.2 电源设计 13 3.2.1 整流桥 13 3.2.2 平滑滤波器 14 3.2.3 稳压电路 14 第四章 课程深化 15 4.1 方案一 15 4.2 方案二 16 第五章 问题分析与调试 16 5.1 蜂鸣器纠正 16 5.2 5V电源 17 第六章 课程展示 18 6.1 水位控制系统的完整电路 18 6.2 5V稳压直流电路 18 6.3 实物展示 19 6.3.1 实物图说明 19 第七章 设计心得 21 附录A 芯片清单 21 附录B 参考文献 22 第一章 课程要求 教师姓名 施丽莲 教师联系方式 612869 设计题目 水位控制系统 小组成员 黄璐 陈艳艳 吴文鹏 学生人数 3 设 计 主 要 内 容 及 要 求 1.能显示水箱的水位，液位分别为1,2,3档，档检测到水位低于一档的时候，发出缺水警报，并启动水位向水箱供水，当水位超过一档时，停止缺水警报，但继续供水，知道水位到达3档为止，关闭水泵。当水位超过3档时，发出越线警报。 2.1 根据技术要求进行总体方案设计。 2.2画出电路图（或者仿真图），要求设计5V直流稳压源 2.3 元器件及参数选择 2.4 电路制作调试或仿真 2.5 编写设计报告，写出设计过程，附上有关资料，图纸及心得 第二章 方案选择 2.1 水位控制系统 该控制系统的水位用开关表示，分别为A0，A1，A2，A3四个开关，分别用2进制表示水位情况。水泵的充水情况则用LED显示，若灯亮则表示正在加水，反之，则停止供水。用数码管显示水位。当水位低于1档时，用蜂鸣器发出警报，同时绿灯亮起，数码管显示0；超过1档，警报停止，表示供水；当水位达到3档时，绿灯熄灭，表示供水结束。此时，若水泵已损坏，及供水不能自动控制时，当水位高达极限水位4时，警报会重新发出警报，提醒关闭泵因此该设计需要用到4个开关。详细情况见表1。 输入 输出 A3 Ａ2 A1 A0 LED 蜂鸣器 数码管 1 1 1 1 亮 警报 0 1 1 1 0 亮 无 1 1 1 0 0 亮 无 2 1 0 0 0 灭 无 3 0 0 0 0 灭 警报 4 2.2 5V直流稳压电源 该电源的设计需将220V的交流电转换为5V的直流稳压。220V经电源变压器降为约+24V的交流电，先经过整流桥和电容C1和C2进行滤波后，经过稳压芯片LM317得到在1.26v-17.51v可调的一个相对稳定的直流电压，然后把整流后的电压接到7805稳压芯片上，分别得到+5v的电压。图2.2则表示了设计的一个思路。 第三章 系统结构框图与工作原理 3.1 设计电路 将模拟过程控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了一个典型的基于计算机仿真的控制系统，对于其设计思路，如图3.1所示。 3.1.1 LED灯的控制 编码器输出的一端为控制LED灯的显示，灯亮是要在开关输入为1 1 1 1(A3 A2 A1 A0 )和1 1 1 0(A3 A2 A1 A0 )以及输入为1 1 1 0(A3 A2 A1 A0 )显示。而输入信号通过编码器进行编译后，其对应的信号分别为1 1 1(Y2 Y1 Y0)和0 1 1(Y2 Y1 Y0),所以要用到的逻辑关系为L=Y3Y1 +Y3Y2。而在接入LED灯时需要加限流电阻，防止灯被烧坏。设计如图3.1.1。 3.1.1.1 74LS148芯片 如3.1.1.1所示为优先编码器的引脚图，在本次的 设计中，采用它用于开关的优先性。其功能表如图3.1.1.2。 由图可知：该芯片当EI为高电平时，该芯片才会开始 工作。当EI为高电平时，该芯片是低电平有效，所以 当高位的为0时，则显示的是该高位的数字。通过该芯 片可以将开关的输入信号分别转换。 3.1.1.2 一般逻辑门 与门（图3.1.