家用电风扇制逻辑电路设计.doc

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1、电子工程学院课外学分设计报告题目：家用电风扇控制逻辑电路设计姓名：李健聪学号：11111010118专业：电子信息工程实验室：开放实验室班级：A1121设计时间：2013年12月1日——2013年12月7日评定成绩：审阅教师：目录摘要1一、专业综合设计任务2二、方案设计与论证32.1电风扇单元电路的设计32.1.1触发脉冲的形成32.1.2触发脉冲电路32.2电风扇单元电路的工作原理42.2.1风速的控制原理42.2.2风种的控制原理42.2.3电机运转控制原理52.2.4停止电路原理分析5三、实现与测试6四、分析与总结6五、硬软件设计8摘要电风扇

2、是我国家庭中最为普及的家用电器之一，以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制，主要控制风速和风向。然而随着电子技术的发展，目前的家用电风扇大多采用电子控制线路取代了原来的机械控制器，使电扇的功能更强，操作也更简便。本文比较全面的设计出了家用电风扇的控制电路，它包括家用电风扇的风速、风种和定时几种状态的控制。把家用电风扇控制方便、简单化，使人们在使用过程中能更好的对电风扇操作。关键词：方式控制；触发脉冲；定时电路一、专业综合设计任务设计任务及要求：用中小规模数字集成电路实现电风扇控制器的控制功能。用三个键来实现“风速（弱、中、强）”、“风种（正

3、常、自然、睡眠）”、“停止”的不同选择。用六个发光二极管分别表示风速、风种的三种状态。电风扇在停转状态时，只有按“风速”键才有效，按其余两键不响应。分工：一人尽心程序编译，一人负责查询资料记录并完成设计报告。二、方案设计与论证2.1电风扇单元电路的设计2.1.1触发脉冲的形成“风速”和“风种”状态锁存电路的输出信号状态的变化依靠各自的触发脉冲。在“风速”状态的锁存电路中，可以利用“风速”按键（k1）所产生的脉冲信号作为触发脉冲；在“风种”状态锁存器的触发脉冲CP由“风种”（k2）、“风速”(k1)的信号和电风扇的工作状态信号（设ST为电风扇的工作状

4、态，ST=0停，ST=1运转）三者组合而成。当电风扇处于停止状态（ST=0）时，按（k2）无效，CP信号将保持低电平；只有按k1后，CP信号变成高电平，电风扇进入运转状态（ST=1）。此后，CP不再受k1的控制，而是有k2控制，可得触发脉冲逻辑表达式：CP=K1·ST¯+K2·ST。（当k1输出的三个信号Q2、Q1、Q0全部为零时，电扇停转，ST=0;当三个输出信号Q2、Q1、Q0不全为零时，电扇运转，ST=1,从而可得电风扇工作状态ST逻辑表达式为：ST=Q0+Q1+Q2）最后得到触发脉冲CP的逻辑表达式：CP=K1·Q2¯Q1¯Q0¯+K2·(

5、Q0+Q1+Q2)CP信号状态表K2K1STCP000000100101011010001011110111112.1.2触发脉冲电路键K1按动后形成的脉冲信号作为“风速”状态锁存电路的触发信号。键K1、K2及74LS00、74LS08构成“风种”状态锁存电路的触发信号CP。电风扇停转时，ST=0,K1=0，与非门U2输出为高电平，U3输出为高电平，所以U4输出的CP信号变为低电平。当按下K1后，U2输出为低电平，使U4输出CP信号变为高电平，并使触发器翻转，“风种”处于“正常”状态。由于k1输出的上升沿脉冲，也使“风速”处于“弱”状态，电风扇开始

6、运转，ST=1。电风扇开始运转后，U2输出始终为高电平，这样使风种状态的触发脉冲CP与K2的状态相同。每次按下K2并释放后，CP信号就会产生上升沿使风种的状态发生变化。CP2.2电风扇单元电路的工作原理2.2.1风速的控制原理电风扇处于停转状态时，所有指示灯不亮。此时只有按“风速”键，电扇才会启动运转，其初始状态处于“弱”档，相对应的只是灯亮。此时，按动“风速”键会产生触发脉冲可循环选择弱、中、强三种状态中的任意种状态。“风速”的工作状态是由触发器来锁存状态，触发器输出1表示工作状态有效，0表示无效，当三个输出全部为0则表示停止状态。设数字×××为

7、Q2、Q1、Q0的输出信号，其转换图如下001弱010中100强000停止“风速”转换图2.2.2风种的控制原理在“风种”的三种选择方式中，在正常位置时，风扇为连续运行；在自然和睡眠位置时，为间断运行方式。电路中采用74LS151作为风种方式的控制器，由74LS175的三个输出信号选中74LS151的一种方式。间断工作时，电路中用了一个8秒周期的时钟信号作为自然方式的间断控制；二分频后再作为睡眠方式的控制输入。设数字×××为Q2、Q1、Q0的输出信号，其转换图如下001正常睡眠100000停止010自然“风种”转换图2.2.3电机运转控制原理电风扇

8、的转速通常是由电压来控制的，但是这里的弱、中、强三种转速，所以需要在电路里考虑三个输出端（弱中强）和控制外部电线路（如可控