表 2 LED 与水位关系

　　1.3 控制电路

　　以 LED 为核心的检测电路将水位信号转换为 0 或 1 数字信号后，直接送给四 2 输入

与非门集成芯片 CC4011 的输入端。右边两个与非门组成基本 RS 触发器，驱动信号从基

本 RS 触发器的 Q 端输出。它们之间的逻辑关系和水泵工作状态可用表 3 进行描述。

　　注：表中 AB=10，不会出现，设计为了保险起见，一旦出现此情况，让水泵关闭。根

据表 3 中逻辑关系，可求出和的表达式，并通过化简得：=，= 从而可设计出控制电路如

图 4 所示。

　　以上设计也可以采用其它数字电路进行，如：采用或非门设计也可以，只要满足表

3 逻辑关系就可以。

　　1.4 驱动电路

　　驱动电路作为整个电路的中心部分，其稳定性和可靠性一定要很高。电路如图 5 所示，

驱动电路主要由 BTA20 双向晶闸管等组成。双向晶闸管的触发信号由光电耦合电路提供。

驱动电路工作原理如下：

　　RS 触发器 Q 端的输出信号通过 R1 接至发光二极管 LED 的阴极，当触发器 Q 端输出

低电平 0 时，发光二极管 LED 导通并发光；同时通过光电耦合器 MOC3021 给双向晶闸

管提供一个触发信号，双向晶闸管导通，水泵电机得电而运转。当 RS 触发器 Q 端输出高

电平 1 时，发光二极管不导通并停止发光，光电耦合器 MOC3021 不提供触发信号，双向

晶闸管不导通，水泵电机失电而停止运转。发光二极管 LED 用作水泵电机工作状态指示。

本驱动电路需要注意的是，若水泵的功率较大，则可控硅的最大电流也需加大，如选

60A 的可控硅等。

　　1.5 稳压电路

　　前面设计的光电转换电路、控制电路、驱动电路等都需要有稳定的直流电源才能工作。

所以本方案中设计了能输出 5V 电压的直流稳压电源电路。该电路由电源变压器、整流硅桥、

滤波电容、三端集成稳压器组成，如图 6 所示。该设计的控制电路电流较小，所以，直流

5V 电源也以用 6V 干电池供电，不影响控制效果。

　　图 6 直流稳压电源电路

　　2.小结

　　本水箱自动供水控制电路具有结构简单、工作可靠、价格低廉（大约 20 元成本）的特