水位控制电路

大学物理实验采用555时基集成电路的水位控制系统引言

采用555时基集成电路组成的水位控制系统的电路图如图1所示。电路中555时基集成电路器（IC1）构成施密特触发器完成整个水位控制功能。实验目的1.了解555定时器构成的多谐振荡器2.观察断线式防盗报警现象3.掌握断线式防盗报警器的设计原理实验原理

图1

水位控制系统的电路原理图电路工作原理

图中A、B、C是三个电极检测点。当水位高于水位线A时，水泵停机，停止给水池加水；水位低于水位线B时，水泵工作，给水池加水。C电极是最低水位检测点，它连接于电源VDD。当水位低于水位线B时，C与B点不导通，导致IC1的2、6脚电位为零，555时基集成电路3脚输出高电平，VT1导通，继电器吸合，水泵给水池加水。

当水位到达A点时，C、B、A三点被短路（R2、R3串联），使IC1的2、6脚电位等于4/5VDD，大于2/3VDD，IC1的3脚输出低电平，VT1截止，继电器断开，水泵停止给水池加水

当水位到达B点时，由于C、B两点在水的作用下被短路（R1、R2、R3串联），使IC1的2、6脚电位大于1/3VDD，而小于2/3V等于1/2V，此时，IC1输出端3脚维持高电平不变，水泵继续给水池加水。

同理，当水位下降，但还高于B点，此时IC1的2、6脚电位等于1/2VDD，大于1/3VDD，水泵仍然停止工作，只有水位低于B点时，此时IC1的2、6脚电位等于0V，小于1/3VDD，定时器才输出高电平，VT1导通，继电器吸合，水泵开始向水池加水。如此循环往复使水池中的水位保持在B、A之间。

555芯片，电阻，极性电容，电容器，三极管，二极管，LED灯，五伏电池，水泵实验仪器555定时器555集成定时器的组成及基本工作原理1、555集成定时器是模拟和数字相结合的中规模集成电路，外形图、外引脚排列图和内部电路图如图3示。常用型号双极性：5G555CMOS:CC755图2G7555基时定时器2、555定时器的构成电阻分压器放电三极管T基本RS触发器图3

四个组成部分的功能两个电压比较器C1C2将6脚和2脚的电压与其参考电压比较，使RS置1或置0。电阻分压器为比较器提供参考电压，在5脚外加电压，可以改变将参考电压值。基本RS触发器1、Q端提供电路输出；2、Q控制放电三极管状态；3、强迫触发器置0。放电三极管T

RS触发器Q=0，T截止；Q=1，T饱和导通。34接地端低电平触发复位端125678电压控制端电源端高电平触发端放电端3、555定时器引脚功能图4555集成定时器构成的RS触发器3、555定时器引脚功能555电路等效成一个带放电开关的RS触发器，如图4。这个特殊的触发器有两个输入端；阈值端（TH）可看成是置零端

R，要求高电平；触发端TR可看成是置位端

，低电平有效。它只有1个输出端VO，VO可等效成触发器的Q端。放电端（DIS）可看成由内部的放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的Q端控制：

=1时DIS端接地；

=0时DIS端悬空。此外这个触发器还有复位端

，控制电压端VC，电源端VDD和地端GND。

这个特殊的RS触发器有2个特点：（1）两个输入端的触发电平要求一高一低：置零端R即阈值端TH要求高电平，而置位端

S即触发端

则要求低电平。（2）两个输入端的触发电平，也就是使它们翻转的阈值电压值也不同，当VC端不接控制电压时，对TH（R）端来讲，＞2/3VDD是高电平1，＜2/3VDD是低电平0；而对（

）端来讲，＞1/3

VDD是高电平1，＜1/3VDD是低电平0。如果在控制端（VC）加上控制电压VC，这时上触发电平就变成VC值，而下触发电平则变成1/2VC。可见改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。555电路可以等效成一个触发器，它的功能表见表1

表1555等效触发器功能表

1、读懂电路原理图；2、选择元件器，熟悉各元器件特征和封装；3、判断555芯片各引脚，判断三极管引脚，二极管引脚，电容极性引脚等；4、把各元器件按照原理图连接关系依次插入电路板，确保元器件的正确连接；5、连接电源，调试电路，实现水位控制功能。实验内容1、正确判断555芯片各引脚，判断三极