《课程设计 水位报警器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计 水位报警器设计（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水位报警器设计摘要本产品采用CD4066双向模拟开关进行水位监控，LDE发光二极管和数码管显示水位高度，蜂鸣器给予报警。从水位监控器到水位显示器用74LS147编码器编码，4511译码器译码。由于74LS147是低电位编码器，故要用4077同或门对水位监控器处理后的数据输入74LS147编码，再用CD4069处理74LS147输出的数据传入4511译码。关键词：74LS147、CD4066、40771、总体方案图1-1 总体方案 控制局部方案一：采用CD4066作为控制局部。CD4066是双向模拟开关，能控制数字及模拟信号的传送，其输出端与输入端可互换使用，能用外部电路控制内部电路，可用于水位
2、监测水位高度。 方案二：采用继电器作为控制局部。继电器的作用与CD4066相似，但所占空间大，价钱也较贵。综合比拟以上两个方案，并与实际情况相结合考虑，我们决定选择方案一。 显示局部方案一：采用液晶显示来实现。液晶显示内容比拟丰富，但需要编辑程序方能显示不同数字，且价钱较LED与数码管贵。方案二：采用LED与数码管来显示。LED价钱廉价，易于驱动，能直观的显示出水位高度与警戒水位的差距，便于对水位高度的控制，降低危险率；数码管价钱介于LED与液晶之间，容易驱动，能精确的显示出水位的高度，便于对水位高度的读取。将LED与数码管结合起来使用，能更好的监控水位。 根据设计要求，结合实际情况，决定采用
3、方案二。2、单元模块设计水位监控：图2-1 水位监控流程图接受信号是由一个铜板制成的探针，如图三所示。每个铜片之间的长度相差1厘米。当水位每上升1厘米铜片就接收到相应的信号，并传入系统中。图2-2 探针信号输入系统之后，由CD4066进行处理：当输入的信号为“1”时，CD4066接通，使需要的信号送出。如图四图2-3 CD4066信号处理信号送到LED发光二极管，相应的LED发光二极管就亮起来。没到五厘米的时候第一个发光二极管亮，并报警；到达五厘米时第二个发光二极管亮，第一个发光二极管灭，六厘米时第三个发光二极管亮，以此类推，当亮到十二个发光二极管时信号到达警戒地，警报器蜂鸣器响起来。编码译码
4、局部图2-4编码译码流程图信号从CD4066双向模拟开关送进来，由4077同或门接收信号，并处理信号，处理原理如下列图： 表2-1接收信号1接收信号2输出信号111010001信号输送到74LS147进行编码，由于这编码器是低电平有效，所以处理后得到的信号是0才能被74LS147识别，输出的信号是1的那么被视为无效。如下列图。低电平以十进制进入74LS147，经过74LS147处理后得到二进制8421BCD码。以低电平送出信号。图2-5 74LS147引脚图低电平经过4069反相器变成4511译码器能识别的信号高电平，送给4511译码器。8421BCD码变成高电平后，进入4511译码器译成数码
5、管能识别的信号。信号由二进制01011111变化，其相应的输出信号是数码管能认识的515的信号。显示局部显示局部主要由两局部组成，第一局部就是发光二极管，他能大概的显示水位与警戒位的差距，能一目了然，其原理以上已讲。第二局部是数码管显示具体的数据，即较精确的显示水位高度。能一看便知道水位现时的高度。特殊原件的介绍CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有4个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端又称控制端。中选通端为高电平时，开关导通，此时的导通电阻为几十欧姆；中选通端为低电平时，开关截止，呈现出很高的阻抗，可以看成为开
6、路。在使用时，选通端是不允许悬空的。74LS147是一个编码芯片，它的输入与输出脚如表所示：表2-2输入脚输入信号输出信号1101110120110113011001010112010103010014010005001111000110它是低电平有效，其信号是以大覆盖小，比方：当11和12管脚输入信号都为0时，那么输出1101而不是1110。各单元模块的联接水位监控局部与译码编码局部的联接水位监控局部的需要信号主要时又编码译码局部确定的，CD4066的一端的放需要信号是0即接低电平，当输入信号为1高电平时，CD4066接通，低电平信号通过CD4066送出。送到74LS147便可以进行编码，但
7、是一个编码器只能对十进制数19进行编码，而数码管那么需要显示5到15，即要有两个数码管来显示，一个数码管只显示1十位数，个位数的数码管那么从5到9显示，然后要变成0，再从15显示。因此再数据进入74LS147时要进行处理，使74LS147的3、4、5、10管脚依次得到低电平，可以得到1010、1001、1000、0111、0110经过反相器后便得到0101、0110、0111、1000、1001，用十进制写出是5、6、7、8、9.当显示十时，个位数要变零，此时送到74LS147需要全是高电平，能让信号符合要求送到74LS147最简要的方法是用4077同或门。联接图如下。图2-6 水位监控局部与
8、译码编码局部的联接3、系统调试 功能调试法：按产品的功能进行实际实践，观看电路的整体情况，问题出现在哪已个模块。即哪个局部可以实现，哪局部不能实现。 原理调试法：在明确哪局部有问题后，根据原理图进行测试，是否有虚焊、漏焊、错焊的情况。 关键点的测量调试法：确定没有虚焊、漏焊、错焊的情况还不能实现需要功能的，需要对一些比拟关键的点测量数据，这些数据是否与要求的数据相比拟，是否有出入。有出人那么检查其相应的电路，并想方法使数据符合要求。4、系统功能根据设计要求，本系统实现了对水位得监测以及报警。当水位低于5厘米给予声光报警，每升高1厘米均有相应得发光二极管显示，而当水位升至15厘米也给予了声光报警
9、。与此同时，数码管也会显示相应得水位高度，虽没有清晰的播报水位升高的高度，但也实现了语音报警得功能。5、设计总结 通过测试，我们的水位报警器完成了设计要求。在这次设计过程中也遇到例如布线不怎么合理的现象，也因如此而加深了对布线熟练程度。同样，在这次设计中，我们对本次设计相关的元器件有了较为熟悉的了解，对各元器件的原理有了较清楚的理解。总体来说，对于本次的设计进行还时不错，均可实现设计的各个功能，因而算是完成了产品的设计。6、参考文献1 电子技术2 任为民，余孟尝等编，数字集成电路根底教程。北京：中央播送电视大学出版社，1989年 3肖景和编。数字集成电路应用精粹。北京：人民邮电出版社，2002年4中国电子网。附录图7-1水位监测报警器原理
