课设：水塔水位控制器设计(6)

信号发生器

图 5.1 信号发生器

5．2信号处理部分

该部分主要是对输入信号进行处理输出其他电路的控制信号。由于水的导电性十微弱，由公共端通过探头的电信号会很小，不一定能够成为满足电路工作的控制信号，因此有必要先对输入信号进行放大处理。根据元器件的功能可知，晶体管具有放大、饱和和截止三种工作状态，可选用一种状态输入信号进行处理。

图5.2信号处理电路

由探头出来的电信号输入到信号输入端，由信号输出端输出。当有电流从公共电极流入探头时，经过电阻R到达晶体管Q的基极，此时三极管的发射结合集电结电压都正偏。当发射结电压超过三极管的导通电压时，由晶体管的工作

条件可知此时其处于饱和状态，即相当于开关的闭合状态，接通集电极与发射极，使集电极输出低电平。只要涉及电阻R的阻值合理，就能比较稳定地使晶体管工作。

5．3水位显示电路

该部分主要是用74LS147将信号编为四水位由数码管显示出来。见图5.3

5．4 电机控制电路

该部分为整个设计电路的重点部分，也是难点部分。主要目的即是要靠那个值电机的工作通过控制电机的工作来控制水位，这也就是本实验的主要设计目的。

由任务的设计要求：要将水塔的水位控制在1-4水位。即水位低于1时使两台电机工作升到3时使一台电机停止工作，水位升到4时两台电机停止。而由信号产生部分设计可知，要将电信号1，3和4设计为控制电机转动和停止的控制信号。而该电信号通过编码处理后输出为四位二进制码0001，0011和0100所以就是要使输出信号为0001，0011和0100时控制电机工作。

表5.4.1电机控制逻辑电平真值表

图5.4.2 水位数码管显电路仿真图

图5.4.3电机控制电路

由电路图可知，该电路主要由三个部分组成：两输入与门、或门、电机。M1

,M2 B

电机

电路工作原理：假设刚开始水塔的水位在1时，使两台电机接通工作抽水，当水位上升到3时，关掉一台电机，当水位上到4时关掉两台电机，当为0001,0000,0010，时两或门输出均为一，两电机工作，当信号变为0011时上边或门输出为0，下边或门输出为1，一台电机停止工作，当信号变为0100时，两或门输出0，电机全部停止工作。

该电路所用的元器件已经标在图上。反相器7404，或门为071，与门为7400。

5．5 报警控制电路

根据任务设计要求只要将编码处理输出的信号DCBA为0000时设为报警电路的控制信号即可。

该电路主要由四输入与非门、反相器、或门、报警器构成。

当水位低于1时编码器编码输出的信号DCBA为0000 ，再经过反相器输入到四输入或非门输入端后输出为低电平再经过反相器后变为高电平。该高电平通过或门后驱动报警器工作，报警时备用电机开始工作，损坏电机支路指示灯熄灭。因此可以通过报警器来判断整个控制电路的工作是否正常。四输入与非门选用7420，反相器为7404，或门为4071，报警器用小灯泡来代替。