数电课程设计—水位自动控制电路.doc

数电课程设计水位自动控制电路一、设计任务水位自动控制电路 利用555定时器,设计一个水位自动控制电路。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、该电路的直流电源自行设计。（可采用W78系列） 4 能用LED灯指示所在的水位要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。以实现上述功能。2、利用Protel99绘制其电路原理图。3、对每个元器件选择合适的封装，形成网络表文件4 选择正确的布线规则，形成该电路的PCB板图二、实际设计（一）系统框图与原理图设计发光二极管 探测水位水位显示电路探测计水位控制电路水泵水位检测显示电路水位自动控制电路水位自动控制电路总原理图（二） 电路工作原理水位检测显示电路原理本例介绍的水位指示器，采用LED发光二极管指示高、中、低3级水位，可用于水箱、水池、水塔、锅炉和地下水井等处的水位指示。电路工作原理该水位指示器电路由水位电极A-D、电阻器Rl-R6、电容器Cl-C3、时基集成电路ICI-IC3和发光二极管VLl-VL3组成，如图所示。在水箱内无水时，+6V电压经Rl-R3分别加至ICl-IC3的2脚和6脚，使之为高电平，ICl-IC3的3脚均输出低电平，VLl-VL3均不亮。当加水至低水位电极A处时，电极A通过水的电阻与接地端D连接，使ICl的2脚和6脚电压降至2V以下，ICl内电路翻转，其3脚输出高电平，将VLl点亮，指示水箱内水位已达到低水位。当加水至中水位电极B处时，IC2的3脚输出高电平，使VL2也点亮，指示水箱内水位已达到中水位。当加水至高水位电极C处时，IC3的3脚输出高电平，使VL3点亮 (此时VLI-VL3均点亮)，指示水箱内水位已达到高水位，水箱已满，应停止加水。当用户用水、使水箱内水位降至电极C以下时，IC3的2脚和6脚由低电平变为高电平(为4V以上)，IC3翻转，3脚变为低电平，VL3熄灭。同理，当水位分别降至电极B和电极A以下时，lC2和IC1的3脚将依次输出低电平，使VL2和VLl依次熄灭。当VLl-VL3均熄灭时，表示箱内的水已用完，应继续水。元器件选择Rl-R6选用1/2W金属膜电阻器或碳膜电阻器。Cl-C3选用涤纶电容器或独石电容器。VLl-VL3均选用5mm的发光二极管。lCl-IC3均选用NE555型时基集成电路。电极A-D可使用塑皮粗铜线制作:铜线端部的绝缘塑皮应去掉1-2cm，将金属部分折弯与地面平行，分别安装在水塔内不同的高度即可水位自动控制电路原理电路中，NE555组成R-S触发器，作为主控电路。R1. R3. R4组成属于端分压偏置电路，它将R-S触发器的R端与S端分别偏置在不大于2Vdd/3的状态。三个探测极A B C 在水塔中的位置如图所示。当水塔中的水处于满水位置时，电源点击A通过水电阻与B 与C电极相连，使R-S触发器的R S端均为高电平，R-S触发器输出为低电平，上水水泵处于停歇状态。当水位下降使B脱离水位后，由于NE555的6脚电压下降了，但它对电路不起出发作用，电路仍保持原输出状态。当水位继续下降使A脱离水位后，R-S触发器翻转，输出端由低电平变为高电平，水泵进入送水过程。Protel原理图PCB版图三 参考文献555集成电路应用精粹 人民邮电出版社 肖景和 著 新编555集成电路应用800例 电子工业出版社 陈永甫 著数字电子技术基础（第五版） 高等教育出版社 阎石 著