水位报警器设计1

组    别： 第二组

专题设计实验报告

（

题   目： 水位报警逻辑电路设计与实验  

学生姓名： 李陶 

专   业：机电一体化 

班   级：机电一体化

二 〇 一 一  年  4   月

一、设计任务

设计一个水位报警器的逻辑电路。水位高度用三位二进制数提供。当水位上升到8米时，白灯开始亮；当水位上升到10米时，黄指示灯开始亮；当水位上升到12米时，红指示灯开始亮。水位不可能上升到14米。   

二、设计方案及论证

该任务应选用组合逻辑电路，选用三入三出的逻辑器件。用三位二进制表示，2³=8有八种状态表示0-14米得水位变化。所以用每种状态对应2米的变化。

用三位二进制数0 、1的输入表示八种状态，再输入端从高到低为C B A。用白、黄、红三盏灯得状态作为输出，分别用W Y R表示，并规定灯亮时为1，不亮时为0.

。

                                 C

                                 B                     W

                                 A                     Y

                                   R

三、电路组成及参数计算

2列逻辑表达式：

   W=CB’A’+CB’A+CBA’

    Y=CB’A+CBA’

   R=CBA’

一．用门电路实现该逻辑功能

   1用卡若图化解 

        BA

0

1

       C       00       01        11        10

            W=C

          Y=CB+CA=[(CB)’(CA)’]’

          R=CB={(CB)’}’

3逻辑图：

二，用中规模逻辑器件实现逻辑功能

该逻辑功能用三输入实现八种逻辑状态，所以选用三线-八线译码器。

1逻辑表达式:

         W=C=CB+CB’=CBA+CBA’+CB’A+CB’A’

          =(m7’*m6’*m5’*m4’)’

         Y=CB+CA=CBA+CBA’+CBA+CB’A

          =(m7’*m6’*m5’)’

        R=CBA+CBA’

         =    (m6’*m7’)’

2逻辑图：

                   图1

3模拟仿真：

①保存：

             图2图

                图2

②设置路径：

           图3

③校验：

                     图4

④波形测试：

                         图5

四、设计所需仪器设备及元器件清单

5.1 仿真测试结果

1．仿真电路图：

如图1所示

2．仿真内容及步骤：

   如上所示：1验证逻辑电路

                ①画图

                ②作逻辑校验

              2 设置路径

              3校验

              4波形测试

3．模拟真值表

5．测试结果分析说明：

通过设计，达到预计的要求。

通过上述俩中方法，分别用门电路和中规模逻辑器件实现该逻辑功能，经分析，实现该逻辑所用的门器件较少，无论从逻辑推理上还是经济效益上，门电路更简单，更方便。如果设计时，用到较多的们器件，建议使用中规模器件完成。 

六、测试中遇到的问题及测试结果分析

1对3-8译码器的原理及应用范围还欠缺深入理解。

2对MAX+plusⅡ软件操作不熟悉，对器件名不熟悉。

七、结论

该设计完全符合设计要求。    

八、创意设计或自主扩展设计说明

为使该报警器更加符合实际，出于经济方面的考虑，现将报警器改为需报警水位对应以盏灯亮。具体设计如下所示：

1.根据设计要求列真值表

水位          C  B  A      W  Y  R

0

2

4

6

8

10

12

BA

BA

0

1

C

        00                  01                   11                  10

   W=CB’A’

   Y=CA

   R=CB

4.逻辑电路图

该设计完全满足各种基本的的自动报警系统。