电子技术课程设计报告
水位控制器的设计
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专业年级：指导教师：设计时间：
目 录
第一章 设计任务与要求??????????????????????? 第二章 设计方案?????????????????????????? 第三章 设计原理与电路??????????????????????? 第四章 电路的组装与调试?????????????????????? 第五章 设计总结?????????????????????????? 附 录??????????????????????????????? 参 考 文 献????????????????????????????
说明：1.各个章节的名称可随设计内容适当变化。
2.第三章“设计原理与电路”中应包括选用的芯片引脚图和功能介绍（真值表等）、分立电路的设计、元件参数的选取和计算。
3.第四章“电路的组装与调试”应包括采用的仿真软件、分立电路的仿真（仿真图、操作的步骤、方法和结果）、总电路的仿真调试等内容。
4.第五章“设计总结”里包括本次设计的经验、不足、感想等内容。 5.附录里包括元件清单、Protel原理图和PCB图。
6.报告中附图的大小要适中，不宜过大或过小；附图和图表编号按章排列，比如图1-1、图1-2、表1-1等；每幅图、表都要有标题。
7.参考文献格式参照数电课本后参考文献格式。
8.正文的字体采用宋体、小四、行距为固定值20磅，标题加粗；每章不用分页；报告不得少于15页。
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一、任务与要求：
该设计针对于一个发生渗漏的位置，当水位高于设定高水位时将打开抽水机开关排水，使水位始终控制在设定的高低水位之间。水位传感器送出的控制信号与原来设定的参考信号相比较, 按比较的结果来决定执行机构的动作。实现对水位的实时监测和LED数字显示。测量水位信号为模拟量。附加一个电源电路。 基本要求：
1.画出水位控制器的结构框图。 2.画出系统原理电路图。 3.进行仿真实验。
4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。
二、设计方案
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，使水位下降，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 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；水位超限时报警 由“信号产生 信号 处理 电机控制 电机 ”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。
三、设计原理
本系统由220V电压经变压器降压限流，输出约12V直流电供继电器（继电器型号为：
小型大功率继电器K：JQX-20F-C）和控制电路使用。
本控制电路包括由设于水塔中的两个水位探测装置，控制单元，及水泵等组成。水位探测装置向输入触发信号，控制单元通过驱动电路控制水泵工作状态。
该系统采用分立元件电路实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水塔水位控制器。系统具有水源检测等功能。采用独立的电路实现水位检测处理，自动控制电机电路。它能自动完成上水、停水的全部工作循环过程，保证水面高度始终处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，是适用于各种场合的理想设备。
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为了精确地实现对水位的控制，必须建立自动控制系统。根据水塔中的进、出水的水位可以自动控制水泵的运行与停止，使水位处于动态的平衡状态。控制系统主要分为水位的模拟检测和执行两部分组成。
本设计采用金属探针作为水位检测传感器，将水位信息输出到555定时器与逻辑门电路组合的电路中，通过组合电路判断出当前水位的情况，由两个与非门驱动继电器，使给、排水电机工作，达到自动控制水位的效果。水位探针用细金属制作，垂直安放在盛水容器内。水位探针可以同供水器安装成一体，从盒体下部伸出，也可单独安装，其间用导线与供水器相连。
当探针 A、B都为高电位时，信号进入555定时器后，输出转化为低电位，通过非门U1A转化为高电位，此时继电器K1打开，使给水电机工作。同时信号也经过U2B与A端输入信号的非信号进行与,转化为低电位，继电器K2仍然关闭，排水电机不工作。实现补水。
当探针A、B都为低电位时，信号进入555定时器后，输出转化为高电位,经过U2A非门转化为低电位，此时继电器K1关闭，给水电机不工作。同时信号也经过U1B与A端输入信号的非信号进行与,转化为高电位，继电器K2打开，使排水电机工作。实现放水。
由下面的逻辑真值表易知，当探针A、B其他状态电机均不工作。
A 1 1 0 B 1 0 0 M1 1 0 0 表1 逻辑真值表
M2 0 0 1 (逻辑真值表中M1代表给水电机，M2代表排水电机)
水位控制器主要用于工厂及家庭的自备水泵、水井及贮水池的水位自动控制。实现了智能化控制，免去了人工看管的麻烦。自动化控制对水位的控制精确、 及时 、节省人力资源，优于人工控制。
2.1 Ne555
555 定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型，其型号分别有NE555(或5G555)和C7555 等多种。
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