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、<p>　　家用電風(fēng)扇控制邏輯電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思想 </b></p><p>　　目前，人們家庭所有的電風(fēng)扇正越來越多地采用電子控制線路來取代原來的機(jī)械控制器，這使得電扇的功能更強(qiáng)，操作也更為簡便。圖1.1為電扇操作面板示意圖。</p><p>　　圖1.1為電扇操作面板示意圖</p><

2、p>　　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：</p><p>　　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。</p><p>　　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)

3、；同時(shí)，按動(dòng)“風(fēng)種”鍵可循環(huán)選擇正常、自然或睡眠三種狀態(tài)的某一種狀態(tài)。</p><p>　　“風(fēng)速”的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)由慢到快。</p><p>　　“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。</p><p>　　3、在電扇任

4、意工作狀態(tài)下，按“停止”鍵電扇停止工作，所有指示燈熄滅。</p><p>　　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</p><p>　　二、系統(tǒng)的組成及工作原理</p><p><b>　　2.1、系統(tǒng)的組成</b></p><p>　　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

5、時(shí)電路組成。通過按鍵開關(guān)產(chǎn)生單次脈沖來控制電風(fēng)扇的狀態(tài)，并通過發(fā)光二極管將各種狀態(tài)顯示出來</p><p><b>　　1、脈沖觸發(fā)電路</b></p><p>　　按鍵 K1 按下后形成的單次脈沖信號(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)。</p><p&g

6、t;<b>　　2、狀態(tài)鎖存電路</b></p><p>　　“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。</p><p>　　3、風(fēng)種脈沖控制電路</p><p>　

7、　在“風(fēng)種”的三種選擇方式中，在“正常”位置時(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。</p><p><b>　　4、輸出電路</b><

8、/p><p>　　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、類型。</p><p><b>　　2.2、工作原理</b></p><p><b>　　1、狀態(tài)鎖存器</b></p><p>　　“風(fēng)速”、“風(fēng)種”這兩種操作各有三種工作狀態(tài)和

9、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表示無效，當(dāng)三個(gè)輸出為全0則表示停止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　為了簡化設(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</p><p>　　以實(shí)現(xiàn)停止的功能，簡化后的狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖如圖1.3所示。</p><p>　　圖中橫線下數(shù)字

10、5;××為Q2、Q1、Q0的輸出信號(hào)。</p><p>　　根據(jù)圖4.1狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖，利用卡諾圖化簡后，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）：</p><p>　　可選用4D上升沿觸發(fā)器74LS175構(gòu)成。</p><p>　　（a）風(fēng)速 （b）風(fēng)種&

11、lt;/p><p>　　電扇簡化操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</p><p>　　風(fēng)速狀態(tài)鎖存電路原理圖</p><p><b>　　2、脈沖觸發(fā)電路</b></p><p>　　3、風(fēng)種脈沖控制電路</p><p><b>　　4、輸出電路</b></p><p>&

12、lt;b>　　5、總原理圖</b></p><p><b>　　工作仿真圖</b></p><p><b>　　開機(jī)仿真圖</b></p><p><b>　　自然狀態(tài)仿真圖</b></p><p><b>　　睡眠狀態(tài)仿真圖</b>&l

13、t;/p><p><b>　　關(guān)機(jī)仿真圖</b></p><p><b>　　電路PCB板圖</b></p><p><b>　　1、飛線圖</b></p><p><b>　　2、PCB圖</b></p><p><b>　

14、　元件清單</b></p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　通過仿真驗(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。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中由于要用到按鈕開關(guān)產(chǎn)生脈沖，而仿真軟件中沒有按鈕開關(guān)這個(gè)元件，之后用普通的撥動(dòng)開關(guān)代替，實(shí)現(xiàn)功能上的一致

15、，但實(shí)際PCB中應(yīng)該使用按鈕開關(guān)。</p><p>　　通過此次課程設(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)等等無不說明電子產(chǎn)品的重要性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

16、　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</p><p>　　2、《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 主編：艾永樂 付子義 焦作工學(xué)院電氣工程系</p><p>　　3、《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》主編：曹國清 中國礦業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　4、《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》主編：歷雅萍、易映萍 高等教育出版社</p><p>