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水位计课程设计报告

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水位计电子技术课程设计报告书 摘 要 本设计是采用集成运放（LM324）、四组2输入端与非门（74LS00）、优先权编码器（74LS148）和译码器（74LS48）为核心，实现水位自动控制。系统水位分隔6个水位段，当水位下降到最低位时系统发出信号执行抽水，而当水位上升到最高位时系统发出信号执行停止抽水的功能。采用12V直流控制抽水机和5V直流电源以驱动各个部分电路正常运行。 关键字：6个水位段 水位自动控制 目 录 摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I 一、 课题的设计指标和任务安排（绪论） （一）水位计设计任务及要求. . . . . . . . . . . . . . . . . .（4） （二）任务安排和工作进程…………………………（4） 二、水位系统框架图 三、各单元电路设计、参数计算、元器件选择 （一）集成电路LM324的功能. . . . . . . . . . . . . . . . .（6） （二）发光二极管显示电路的设计. . . . . . . . . . . . . .（7） （三）数码管显示电路的设计. . . . . . . . . . . . . .. . . . . .(8) （四）抽水系统电路的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（9） （五）水位控制电路的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（11） （六）稳压的结构模块及稳压电源的设计. . . . . . . . .(11) 四、元器件的测试 致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III 心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IIII 一. 课题的设计指标和任务安排： （一）水位计设计任务及要求： （1）能有水位光显功能，分别有6个水位段光显。 （2）具有水位数显功能，高清显示水位段。 （3）具有水位自动控制的功能（当水位低于某一处，抽水机自动抽水；当水位达到某一处，抽水机自动停止抽水）。 （二）任务安排和工作进程： （1）为了能高效，有序，按时地完成各个环节的工作，本小组根据人员的特长爱好进行了合理的分工，具体情况如下表所示： 姓名 负责任务 xxx xxx 画原理图，生成PCB，装配元件，元件测试与调试，组装检测，保管组内元件和经费。 xxx xxx 钻孔、焊锡、外观设计 、查找资料并撰写设计报告书、外观包装。 （2）本组工作进行如下： 时间 完成工作 十六周 12月（上） （1） 选题 （2） 对水位计功能方面有初步设想 （3） 了解现实具体功能所需的知识，查找相关资料，了解方案是否可行 （4） 分析电路图及其工作原理 十六周12月（下） （1） 再次仔细分析了解电路图和其工作原理及生 成PCB （2） 画原理图，生成PCB图 （3） 检测购买回来的原件 十七周12月（上） （1）购买还缺的或者破损的原件 十七周12月（下） （1）制作电路板 十八周1月（上） （1） 调试各项功能 （2） 采购包装的所需物品 十八周1月（下） （1） 外观设计包装 （2） 写报告书

二．水位计系统框架图 集成运放LM324 发光二极管显示 数显电路 抽水系统 水位控制电路 三．各单元电路设计，参数计算，元器件选择。 （一）集成电路LM324的功能 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器, 除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。

图3为模拟LM324控制电路，从电路中可以看出，每一组运算放大器的“-”输入端都连在一起，并连接到可调电位器RV1上，从而得到一个电压参考值。根据放大器原理得，当信号Vi1的电压大于参考电压时，则输出一个高电平信号VO1,即U1A放大器输出端第1引脚将从低电平变为高电平。同理可得，其他组运算放大器的输入电压大于参考电压时，就会获得一个高电平信号。 图3 （二）发光二极管显示电路的设计 图（1）是模拟二极管发亮电路。根据分析，当VO1和VO2为高电平时，二极管导通， 因而有电流通过并引起二极管发亮。

图（1） 图（2）是发光二极管的原理图。图中每一个二极管分别与一个330K的电阻相接，每个信号源与相对应的二极管连接。并且只有当信号源为高电平时，相对应的二极管系统才能导通。

图（2） （三）数码管显示电路的设计 数码管能够清晰明朗地显示水箱中的水位大小，故我们采用了一位中号的共阴数码管来制作。如图（3）所示，本电路主要由编码器(74LS148)和译码器（74LS48）连接组成。按电路分析，当与74LS148的4、3、2引脚相连接的VO1、VO2、VO3信号为高电平输入时，其输出高电平9、7引脚与74LS48的7、1引脚连接。因而74LS48的输出端10、11、12、13、14引脚为高电平，与之相对应的数码管引脚得到高电平信号。此时，数码管显示着相应的数字出来，故就能知道水箱中的水位了。 图(3) （四）抽水系统电路的设计

本电路能自动控制水泵电动机，当水箱中的水下降到下限水位时，电动机自动接通电源而工作；当水上升到上限水位时，电动机自动断开电源。该控制电路只用一只四组双输入与非门集成电路（74LS00），图（1）为自动控制水泵电动机的电路原理图，图（2）为相应的模拟仿真电路。当水箱里水位在下限水位以下，U6A输出低电平，晶体管Q1导通，使继电器RL1有电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水箱。当水箱的水在下限水位以上、上限水位以下时，U6B第4、5脚输入为低电平，第6脚输出则为高电平，而U6A第1、2脚输入端仍为高电平，因而U6C第8脚输出则为高电平，最终U6A第3脚输出为 低电平，电动机继续将水抽入水箱。当水箱的水位到达上限水位时，U6B第4、5脚输入端为高电平，第6脚输出端为低电平，U6A第3脚输出端为高电平，晶体管Q1得不到基极电压，使Q1截止，继电器RLl张开。电动机停止抽水。

若水位下降到下限水位之前，水箱中的水依然供给不了晶体管Q1的基极电压，继电器RLl继续张开，U6B第6脚为低电平，则U6A第3脚输出端继续保持为高电平，电动机仍停止工作。若水位降到下限水位，晶体管Q1将导通，与非门U6B输出低电平，驱动继电器RL1，电动机又开始将水抽入水箱。如此循环着。

图（1） 图（2） （五）水位控制电路的设计 上图为模拟水位升降电路图 （六）稳压的结构模块及稳压电源的设计 水杯中的水位 发光的二极管 最高水位 D1、D2、D3、D4、D5、D6 5/6水位 D1、D2、D3、D4、D5 4/6水位 D1、D2、D3、D4 3/6水位 D1、D2、D3 2/6水位 D1、D2 最低水位 D1 四．元器件的测试 1. 数码管测量 （1）数码管类型：共阴数码管

(2) 仪器：万用表(0.2K) 对应引脚：如图所示 测量：用万用表测量，用黑表笔接3脚或8脚，当用红表笔与其它引脚接触，数码管对应的引脚发亮。 2. 晶体三极管和质量的判别

仪器：万用表 可以把晶体三极管的结构看作是两个背靠背的PN结，对NPN型来说基极是两个PN结的公共阳极，对PNP型管来说基极是两个PN结公共阴极，分别如图 1-1所示： (a) NPN型 （b）PNP型 图 1-1 晶体三极管结构示意图

（1）管型与基极的判断 万用表置于电阻档，量程选1K档（或R*100），将万用表任一表笔先接触 某一个电极（将它作为公共极），另一表笔分别接触其他两个电极，若两次测得的电阻值均很小（或均很大），则该公共极就是基极；如果两次测得的阻值一大、一小，相差很多，则该公共极便不是基极。应取另一电极作为公共极，重新测量。 根据上述方法，就可以找出三极管的基极B。将黑表笔接基极，红表笔接其它两级，若测得的电阻值均很小，次管为NPN型管；反之，若测得的电阻值均很大，测管便是PNP管。 （2）发射极与集电极的判别 为使三极管具有电流放大作用，发射结需加正向偏置，集电结加反向偏置。 如图 1-2 所示：

（a） NPN 型 （b） PNP 型 图 1-2 晶体三极管的偏置情况 当三极管基极B确定后，便可用万用表判别集电极C和发射极E，同时还可以以大致了解此三极管电流放大系数ß和穿透电流Iceo的大小： 以NPN型管为例，先把B极空置，将万用表红、黑表笔分别与其它两级相接，然后在B极和与黑表笔相接的电极之间并联一只约100K的电阻（如图 1-3

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单片机课程设计 水位自动控制

单片机课程设计 水位自动控制

河南机电高等专科学校电气工程系电子课程设计报告设计题目：水位自动控制专业：电机与电器班级：101 班学号：姓名：指导教师：设计时间：2012-6-25微控制器技术课程设计任务书设计题目：水位自动控制7设计时间：2012.6.7——2012.6.19设计任务：在Proteus中画出原理图或使用实物，编制程序，实现以下功能：1、使用LED数码管显示当前水位；2、使用按键模拟水位开关；3、可以设定水位上、下限，到达或超过温度上限时，电机停止转动；到达或超过温度下限时，电机开始转动。

背景资料：1、单片机原理与应用2、检测技术3、计算机原理与接口技术进度安排：1、第一天，领取题目，熟悉设计内容，分解设计步骤和任务；2、第2-3天，规划设计软硬件，编制程序流程、绘制硬件电路。

3、第4-6天，动手制作硬件电路，或编写软件，并调试。

4、第7天，中期检查。

5、第9-10天，完善为完成内容，书写设计报告。

6、第11天，提交设计报告，整理设计实物，等待答辩。

7、第12天，设计答辩。

题目：水位自动控制一、设计目的1、掌握51单片机的基本硬件结构及工作原理。

2、熟悉关于51单片机系列的程序编写，并学会基本程序的设计。

3、了解51系列单片机的有关控制系统的相关知识。

4、学会将理论赋予实践，逐步掌握运用理论知识解决实际问题的方法。

二、设计要求在Proteus中画出原理图或使用实物，编制程序，实现以下功能：1、使用LED数码管显示当前水位；2、使用按键模拟水位开关；3、可以设定水位上、下限，到达或超过水位上限时，电机停止转动；到达或超过水位下限时，电机开始转动。

4、设置声光报警系统，当水位过低或满水位时，相应报警指示灯闪烁，并发出报警声。

三、方案设计与论证水位检测电路可以通过两个 51 单片机的管脚来感知水位的变化，产生不同的逻辑组合来控制是否进水或是停止进水。

输出端可由一个端口来控制电机的运行状态，进而控制水泵的工作。

方案一:设计采用 ADC0808 芯片。

双向水位报警器课程设计

双向水位报警器课程设计

双向水位报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握水位报警器的基本工作原理，包括传感器、微控制器和报警系统的知识。

2. 学生能描述并解释液位检测的物理概念，如液位高度与传感器输出信号的关系。

3. 学生掌握基本电路图的阅读和绘制，了解电子元件在水位报警器中的作用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的双向水位报警器。

2. 学生通过实践操作，培养动手能力和问题解决能力，能够调试和优化水位报警器的基本功能。

3. 学生能够运用科学探究的方法，对水位报警器进行测试，并分析实验数据。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对物理和电子工程学科的兴趣和探究精神。

2. 学生在团队协作中，学会相互尊重和沟通交流，培养合作意识和集体荣誉感。

3. 学生通过了解水位报警器在环境保护和灾害预防中的应用，增强社会责任感和创新意识。

课程性质：本课程为综合实践活动课程，结合物理知识和电子技术，注重实践与创新。

学生特点：考虑到学生所在年级的特点，课程将充分考虑学生的好奇心和探索欲，注重启发式教学，鼓励学生主动参与。

教学要求：教学过程中，应注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，通过实践活动，促进知识的内化和技能的提升。

教学评估将基于学生在课程中实现的具体学习成果。

二、教学内容本课程教学内容围绕双向水位报警器的制作与原理，依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

1. 基础理论：- 介绍水位报警器的工作原理，涉及传感器、微控制器、报警系统的基本概念。

- 解释液位检测的物理原理，如浮力、压力传感器等。

2. 实践操作：- 学习并掌握电路图的阅读与绘制，明确各电子元件在水位报警器中的作用。

- 学习使用相关工具和仪器，如万用表、电烙铁等，进行电路搭建。

3. 教学大纲：- 第一章：水位报警器概述，介绍课程目标和要求。

- 第二章：水位报警器工作原理，讲解传感器、微控制器和报警系统的知识。

毕业设计160水位检测仪系统

毕业设计160水位检测仪系统

毕业设计160水位检测仪系统水位检测仪系统的设计是一个比较常见的毕业设计任务。

在这个项目中，我们需要设计一个能够准确测量水位的仪器，并通过传感器将水位数据传输到计算机上进行处理和显示。

本文将介绍我们设计的水位检测仪系统的详细信息。

首先，我们需要选择合适的传感器来测量水位。

根据我们的需求，我们选择了超声波传感器。

超声波传感器是一种能够通过发送和接收超声波来测量距离的装置。

当超声波探测器向水面发送超声波时，它会测量超声波返回的时间，并根据声速计算出距离，从而得到水位的高度。

接下来，我们需要将传感器与计算机连接起来。

为了实现这一点，我们选择了微控制器作为传感器和计算机之间的中间件。

我们选用了Arduino开发板作为微控制器。

通过将传感器与Arduino开发板连接，我们可以获取到传感器测量到的水位数据，并将其传输到计算机上以供进一步处理。

为了实现数据传输，我们使用了USB连接线将Arduino开发板与计算机连接。

同时，我们还使用了Arduino开发环境来编写代码，以便实时获取水位数据并将其传输到计算机上。

在计算机端，我们编写了一个简单的软件来接收和处理水位数据。

该软件可以实时显示水位的变化，并根据水位的高低来触发警报或其他控制操作。

我们使用了Python编程语言和PySerial库来与Arduino开发板进行通信以及绘制实时数据曲线。

在设计过程中，我们还考虑了一些额外的功能，例如数据记录和报表生成。

我们在软件中添加了文件保存和导出数据的功能，以便用户可以随时查看和分析以往的水位数据。

为了验证我们设计的系统的准确性和可靠性，我们进行了一系列的测试。

我们通过对不同水位下的测量，验证了传感器的准确度和稳定性。

我们还与其他水位检测仪进行比较，验证了我们设计的系统的可靠性和实用性。

在本次毕业设计中，我们成功设计并实现了一个水位检测仪系统。

通过选择合适的传感器、微控制器和软件，我们能够准确地测量水位，并实时将数据传输到计算机上进行处理和显示。

(完整版)水文水利计算课程设计

(完整版)水文水利计算课程设计

目录第一章设计水库概况 (1)1.1流域概况 (1)1。

2工程概况 (1)第二章年径流分析计算 (4)2.1 径流资料来源 (4)2。

2 年径流资料的审查 (4)2.2.1 资料可靠性审查 (4)2。

2.2 资料一致性审查 (4)2.2.3 资料代表性审查 (4)2.3 设计年径流分析计算 (4)2。

3。

1 水利年划分 (4)2。

3。

2 绘制年径流频率曲线 (4)2。

3。

2。

1 频率曲线线型选择 (4)2.3。

2.2 经验频率计算 (5)2。

3。

2。

3 频率曲线参数估计 (5)2。

3。

2。

4 绘制频率曲线 (5)2.3。

3 计算成果 (7)2。

3.4成果合理性分析 (7)2。

4 设计代表年径流分析计算 (7)2。

4。

1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则： (7)2。

4.2 设计代表年径流年内分配计算 (7)2.4。

3 代表年内径流分配成果 (7)第三章设计洪水分析 (9)3.1 洪水资料的审查 (9)3.1.1 洪水资料可靠性审查 (9)3.1.2 洪水资料一致性审查 (9)3.1。

3 洪水资料代表性审查 (9)3.2 特大洪水的处理 (9)3。

3 设计洪水分析计算 (9)3.3.1 频率曲线线型选择 (9)3。

3。

2 经验频率计算 (9)3.3。

3 频率曲线参数估计 (10)3。

3.4 绘制频率曲线 (10)3.3.5 成果合理性分析 (13)3。

3。

6 计算成果 (13)3.4 设计洪水过程线 (13)3。

4。

1 典型洪水过程线的选取 (13)3。

4。

2 推求设计洪水过程线方法 (13)3.4.3 计算成果 (14)3。

4.4 设计洪水过程线的绘制 (14)第四章兴利调节 (16)4.1 兴利调节计算的方法 (16)4.2 兴利调节计算 (16)4。

2。

1 来水量的确定 (16)4.2。

2 用水量的确定 (16)4.2.2。

1 灌溉用水量的确定 (16)4。

2.2。

2 城镇生活供水 (16)4。