數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)家用電風(fēng)扇控制邏輯電路設(shè)計(jì)

1、家用電風(fēng)扇控制邏輯電路設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)思想 目前，人們家庭所有的電風(fēng)扇正越來(lái)越多地采用電子控制線(xiàn)路來(lái)取代原來(lái)的機(jī)械控制器，這使得電扇的功能更強(qiáng)，操作也更為簡(jiǎn)便。圖1.1為電扇操作面板示意圖。圖1.1為電扇操作面板示意圖 在面板上有六個(gè)led指示燈指示電扇的狀態(tài)。三個(gè)按鍵分別為選擇不同的操作風(fēng)速、風(fēng)種、停止。其操作方式和狀態(tài)指示如下：1、電扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所有指示燈不亮。此時(shí)只有按“風(fēng)速”鍵電扇才會(huì)響應(yīng)，其初始工作狀態(tài)為“風(fēng)速”弱，“風(fēng)種”正常位置，且相應(yīng)的指示燈亮。2、電扇一經(jīng)啟動(dòng)后，再按動(dòng)“風(fēng)速”鍵可循環(huán)選擇弱、中或強(qiáng)三種狀態(tài)中的一種狀態(tài)；同時(shí)，按動(dòng)“風(fēng)種”鍵可循環(huán)選擇正常、自然或睡眠三種狀

2、態(tài)的某一種狀態(tài)。 “風(fēng)速”的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)由慢到快。 “風(fēng)種”在“正?！蔽恢檬侵鸽娚冗B續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；在“自然”位置，是表示電扇模擬產(chǎn)生自然風(fēng)，即運(yùn)轉(zhuǎn)4秒，間斷4秒的方式；在“睡眠”位置，是產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，電扇運(yùn)轉(zhuǎn)8秒，間斷8秒的 方式。3、在電扇任意工作狀態(tài)下，按“停止”鍵電扇停止工作，所有指示燈熄滅。4、為了使設(shè)計(jì)更加人性化，可附加一個(gè)k4定時(shí)按鈕二、系統(tǒng)的組成及工作原理2.1、系統(tǒng)的組成本系統(tǒng)主要由脈沖觸發(fā)電路、狀態(tài)鎖存電路、風(fēng)種控制電路、消抖電路及單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路組成。通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)產(chǎn)生單次脈沖來(lái)控制電風(fēng)扇的狀態(tài)，并通過(guò)發(fā)光二極管將各種狀態(tài)顯示出來(lái) 1、脈沖觸發(fā)電路按鍵 k1 按下后形成

3、的單次脈沖信號(hào)作為“風(fēng)速”狀態(tài)鎖存電路的觸發(fā)信號(hào)。按鍵k1、k2 及部分門(mén)電路74ls00、74ls08 構(gòu)成了“風(fēng)種”狀態(tài)鎖存電路的觸發(fā)信號(hào)。2、狀態(tài)鎖存電路“風(fēng)速”、“風(fēng)種”兩組狀態(tài)鎖存電路均用1片4d 觸發(fā)器74ls175 構(gòu)成，每片三只d 觸發(fā)器的輸出端分別于三個(gè)狀態(tài)指示燈相連，同時(shí)每片74ls175 的清零端均與停止鍵k3 相連，利用按鍵產(chǎn)生的低電平信號(hào)將所有狀態(tài)清零。3、風(fēng)種脈沖控制電路在“風(fēng)種”的三種選擇方式中，在“正?！蔽恢脮r(shí)，風(fēng)扇為連續(xù)運(yùn)行方式，在“自然”和“睡眠”位置時(shí)，為間斷運(yùn)行方式。電路中，采用74ls151 作為“風(fēng)種”方式控制器，由74ls175 三個(gè)輸出端選中其中

4、的一種方式。間斷工作時(shí)，在74ls175 的cp 端加入一個(gè)周期時(shí)鐘信號(hào)作為“自然”端的間斷控制，二分頻后再作為“睡眠”方式的控制輸入。4、輸出電路輸出電路由風(fēng)速鎖存電路和選擇后的風(fēng)種脈沖電路共同控制，其輸出端接在其對(duì)應(yīng)的點(diǎn)擊控制端。由此控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、類(lèi)型。2.2、工作原理1、狀態(tài)鎖存器 “風(fēng)速”、“風(fēng)種”這兩種操作各有三種工作狀態(tài)和一種停止?fàn)顟B(tài)需要保存和指示，因而對(duì)于每種操作都可以采用三個(gè)觸發(fā)器來(lái)鎖存狀態(tài)，觸發(fā)器輸出1表示工作狀態(tài)有效，0表示無(wú)效，當(dāng)三個(gè)輸出為全0則表示停止?fàn)顟B(tài)。 為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可以考慮采用帶有直接清零端的觸發(fā)器，這樣將停止鍵與清零端相連就可以實(shí)現(xiàn)停止的功能，簡(jiǎn)化后的狀態(tài)轉(zhuǎn)

5、化圖如圖1.3所示。 圖中橫線(xiàn)下數(shù)字為q2、q1、q0的輸出信號(hào)。 根據(jù)圖4.1狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖，利用卡諾圖化簡(jiǎn)后，可得到q0、q1、q2的輸出信號(hào)邏輯表達(dá)式（它們可適用于“風(fēng)速”及“風(fēng)種”電路）：可選用4d上升沿觸發(fā)器74ls175構(gòu)成。（a）風(fēng)速 （b）風(fēng)種電扇簡(jiǎn)化操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖風(fēng)速狀態(tài)鎖存電路原理圖2、脈沖觸發(fā)電路3、風(fēng)種脈沖控制電路4、輸出電路5、總原理圖二、 工作仿真圖1、 開(kāi)機(jī)仿真圖2、 自然狀態(tài)仿真圖3、 睡眠狀態(tài)仿真圖4、 關(guān)機(jī)仿真圖三、 電路pcb板圖1、飛線(xiàn)圖2、pcb圖1、 元件清單序號(hào)類(lèi)型型號(hào)數(shù)量1芯片74ls08d6274ls10d1374ls1753474ls151d15

6、電阻100661k37二極管led68撥動(dòng)開(kāi)關(guān)39函數(shù)信號(hào)發(fā)生器12、 心得體會(huì)通過(guò)仿真驗(yàn)證證明，該設(shè)計(jì)方案是成功的。其中難免存在一些錯(cuò)誤和缺陷，請(qǐng)老師能給予批評(píng)和指證，使該設(shè)計(jì)更加完善。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于要用到按鈕開(kāi)關(guān)產(chǎn)生脈沖，而仿真軟件中沒(méi)有按鈕開(kāi)關(guān)這個(gè)元件，之后用普通的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)代替，實(shí)現(xiàn)功能上的一致，但實(shí)際pcb中應(yīng)該使用按鈕開(kāi)關(guān)。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)讓我能夠親身參與電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師使我更加深深地體會(huì)到：現(xiàn)代的社會(huì)是信息的社會(huì)，很多與人們生活緊密相關(guān)的產(chǎn)品都是電子產(chǎn)品比如決定現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展方向的電腦以及幾乎每個(gè)同學(xué)都擁有的收音機(jī)等等無(wú)不說(shuō)明電子產(chǎn)品的重要性。3、 參考文獻(xiàn)1、電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）主編：康光華 高等教育出版社2、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 主編：艾永樂(lè) 付