1、目录 一、设计目的一、设计目的 1 二、设计要求二、设计要求 1 三、设计方案三、设计方案 1 四、设计组成及原理分析四、设计组成及原理分析 . 4 五、元器件的选用及其参数五、元器件的选用及其参数 12 六六、设计总结、设计总结 . 12 七七、参考文献、参考文献 . 14 1 一、设计目的一、设计目的 本课程设计是在前导验证性认知实验基础上， 进行更高层次的命 题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调 试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电 子线路中常见实际问题的能力， 使学生积累实际电子制作经验，目的 在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、
2、走向实用。 二、设计要求二、设计要求 1）设计制作一个带保护装置的水塔自动进水逻辑电路。 2）要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动进水， 满时要及时断电停水，水位过低时能停止出水。 三、设计方案三、设计方案 1.设计方案分析 每部分电路都有其相应功能： 首先有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之后，输出其他电路的控制信号， 控制其他电路工作， 电机控制电路部分接收到有信号处理电路输出的 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，水位显示电路接收到有效信号后驱动
3、显示器工作， 使 其显示该时刻的水位； 水位超限时输出为电机停止的有效控制信号使 2 上水电路停止工作。由“信号产生信号处理电机控制水位变化 信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。 方案一、 通过 NE555 接成施密特触发电路，利用 v1-v0 电压传输特性就 可以达到水塔自动进水，不会产生水满而溢出的目的。 自动进水：当水位下降低于 A 点时， A 点悬空。IC 的 2 脚低于 1 3，其 3 脚输出高电平，水塔被启动，水位逐渐上升。 中间保持： 当水位上升到点到点之间时， 此时 P 点电位控制 在 12左右，触发器保持原来的状态不变。因为此时电路不 工作，所以水位一直保持在
4、 A 点与 C 点之间，不再上升。 停止进水：当水位达到 C 时，此时输出信号 V0 变为低电平，致 使后续电机上水电路不工作。 以上过程形成循环， 在正常情况下一直保持水塔水位大于下限水 位。 3 方案二：通过基本用与非门构成的 RS 触发器，（1，1）输 入状态输出 Q 保持功能，从而控制后续电机电路，来实现上水。 其中 A=S, (BC)=R， S 和 R为基本 RS 触发器的输入端， Q 为触发器的输出端，继电器 1 为进水电机控制器，继电器 2 为出水电 机控制器。 ABC 水位信号水位信号-RS 触发信号触发信号-输出信号转换表输出信号转换表 A B C S R Q 继电器 1 继
5、电器 2 0 0 0 0 1 1 工作 不工作 1 0 0 1 1 1 工作 工作 1 1 0 1 1 1 工作 工作 1 1 1 1 0 0 不工作 工作 1 1 0 1 1 0 不工作 工作 1 0 0 1 1 0 不工作 工作 0 0 0 0 1 1 工作 不工作 论证：由于方案二电路图设计简单，易于理解，基本 RS 触发器使用 比较熟悉。而且方案二所用元件价格相对合理。所以我选择第二个方 案。 4 2.总体设计图 由任务分析可知该设计电路有两个功能： 水位控制、 水位显示。 而要有这些功能就必须要有使其工作的控制信号， 所以首先即必须要 有输入信号，因为任务要求是自动控制，所以输入信号
6、也必须由电路 自己产生而不能人为加入，因此可以将整个电路设计为以下部分： 信 号产生、信号处理、电机控制和水位显示电路。整体电路框架如上图 所示。 四、四、设计组成及原理分析设计组成及原理分析 信号产生部分信号产生部分 该电路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， 初步将该电路设计成由水面上升与下降来控制电信号的 信号产生 信号处理 水位显示 显示器 电机控制 电机 5 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。 按此分析，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做输入信号， 而断开时设为无效信号，因此 可以由电信号的接通与断开之间的变化产生信号当做控制信号。 在水 塔的不同位置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具体位置， 再根据其输出电 信号的情况就
