电工课程设计家用风扇控制器
plc课程设计风扇
plc课程设计风扇一、教学目标本章节的的教学目标是让学生了解和掌握PLC（可编程逻辑控制器）在风扇控制系统中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：使学生了解PLC的基本工作原理、接线方式、编程软件的使用以及程序的调试方法。
2.技能目标：培养学生能够运用PLC设计风扇控制系统，并能够进行现场调试。
3.情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣，增强其对新技术的探究欲望，使其认识到PLC技术在现代工业中的重要性。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC的基本概念和工作原理：介绍PLC的定义、分类、基本工作原理以及接线方式。
2.PLC编程软件的使用：讲解编程软件的安装、使用方法以及编程的基本规则。
3.PLC程序的设计：通过实例讲解如何设计PLC程序，使学生能够独立设计简单的PLC控制系统。
4.PLC在现场的应用：介绍PLC在风扇控制系统中的应用，使学生了解PLC技术的实际应用价值。
三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解PLC的基本概念、工作原理以及编程规则。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解PLC在现场应用中的具体方法。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，加深对PLC程序设计的理解。
四、教学资源为了保证教学质量，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等教学课件，提高课堂趣味性。
4.实验设备：准备充足的实验设备，保证每个学生都有机会动手实践。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以了解其对知识的理解和运用能力。
2.作业：布置与课程内容相关的作业，要求学生按时完成，评估其对知识的掌握程度。
电扇控制器课程设计
电扇控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电扇控制器的电路原理，掌握电路的基本组成部分及其功能。
2. 学生能够解释电扇速度控制的基本方法，包括电阻调节、电容调节和PWM 调节。
3. 学生能够阐述电扇控制器中涉及的电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等的工作原理。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的电扇控制器电路。
2. 学生能够运用实验仪器和工具进行电路测试，分析并解决电扇控制中的问题。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新精神和实践欲望。
2. 学生在学习过程中，树立安全意识，遵循实验操作规程，养成良好的实验习惯。
3. 学生通过电扇控制器的设计与制作，体会科技与生活的紧密联系，增强环保意识。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论知识与动手实践，培养学生电子技术应用能力。
学生特点：学生为八年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际应用相结合，注重培养学生的动手能力和团队协作精神，提高学生分析问题和解决问题的能力。
通过课程目标的分解，使学生在学习过程中达到具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电扇控制器基本原理- 介绍电扇控制器的电路组成及其功能。
- 分析电扇速度控制的基本方法，如电阻调节、电容调节和PWM调节。
2. 电子元件及其工作原理- 讲解电阻、电容、二极管、三极管等电子元件的工作原理。
- 介绍这些元件在电扇控制器中的应用。
3. 电扇控制器设计与搭建- 制定电扇控制器设计要求和步骤。
- 引导学生运用所学知识，设计并搭建简单的电扇控制器电路。
4. 实验操作与问题分析- 安排实验课程，让学生动手实践。
- 指导学生进行电路测试，分析并解决电扇控制中的问题。
5. 教学内容的安排与进度- 第1-2课时：学习电扇控制器基本原理和电子元件工作原理。
电子课程设计家用风扇
电子课程设计家用风扇一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解家用风扇的基本原理和电路设计，掌握风扇的主要组成部分和功能，以及如何进行风扇的故障排除和维护。
在技能方面，学生应能够分析风扇电路图，理解电路中各个元件的作用，并能够进行简单的电路设计和搭建。
在情感态度价值观方面，学生应培养对电子科技的兴趣和好奇心，提高对科学探究的积极性和主动性。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括家用风扇的基本原理、电路设计、主要组成部分和功能，以及风扇的故障排除和维护方法。
首先，将介绍风扇的工作原理和电路的基本概念，让学生了解风扇是如何工作的。
然后，将引导学生学习风扇的电路设计，包括电路图的阅读和分析，以及各个元件的作用和连接方式。
接下来，将介绍风扇的主要组成部分和功能，包括电机、扇叶、开关等，并让学生进行风扇的拆解和观察。
最后，将教授学生如何进行风扇的故障排除和维护，提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，将采用讲授法，为学生讲解风扇的基本原理和电路设计，让学生对风扇有一个全面的理解。
然后，将采用讨论法，让学生分组讨论风扇的组成部分和功能，并进行分享。
接下来，将采用案例分析法，通过分析一些风扇的实际故障案例，让学生学会如何进行故障排除和维护。
最后，将采用实验法，让学生亲自动手进行风扇的拆解和组装，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源。
首先，教材和参考书，为学生提供风扇的基本原理和电路设计的理论知识。
其次，多媒体资料，包括风扇的图片、视频等，为学生提供直观的学习材料。
然后，实验设备，包括风扇、电路元件等，让学生能够进行实际操作和观察。
最后，教师准备教案和讲义，为学生提供清晰的学习指导。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多种方式，以全面客观地评价学生的学习成果。
首先，将通过对学生平时表现的观察和评估，包括课堂参与度、提问回答等，来了解学生的学习态度和理解程度。
家用风扇控制器的设计与实现
家用风扇控制器的设计与实现一、实验目的１．实现对步进电机的控制来模拟风扇控制器。
２．掌握微机硬件和软件的综合设计方法。
二、实验内容与要求设计并制作一个家用风扇控制器。
1．用六个发光二极管，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。
2．处于主菜单状态时，有下列选项：(1) 直接默认状态运行，默认状态为：风速-“弱”，类型-“正常”。
(2) 进入风速子菜单界面，修改风速。
(3) 进入类型子菜单界面，修改风的类型。
4. 风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。
5. 类型的不同选择，分别为：(1) 正常电扇连续运转；(2) 自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；(3) 睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转8s，停转8s；6. 按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计1．8253定时/计数器通道0定时控制步进速度，通道2和3定时电机的转停时间，8255的PA0控制步进电机的转停。
2．8255 的C口输出控制脉冲，经74452电路驱动电路。
B口输出控制LED显示风扇当前的状态。
五、硬件设计由于本设计主要是用步进电机的控制来模拟家用风扇控制器，所以电路是在步进电机控制系统的电路作了一些修改。
除利用了PC机本身资源外（如中断资源），还利用了平台上的8253计数/定时器、8255并行接口单元，LED指示灯电路等，再加上电机的驱动电路，便构成以风扇电机控制电路。
硬件原理图如图1：图1 硬件原理图六、软件设计本设计通过软件编程使8253通道0输出定时信号申请中断，CPU发出命令由8255的下C口输出脉宽信号来控制步进电机的走步。
8253的定时时间决定了电机转动的快慢。
电机的转动和停止则是通过8255的PA0端子输出高低电平来继续或暂停8253通道0的计数从而控制中断申请来实现的。
家用风扇控制器的设计
三.实验设计内容及要求———————————————————————4
四.实验设计方案——————————————————————————4
（一）方案论证—————————————————————————4
（二）电路设计—————————————————————————5
在国际市场上，单片机产品的类型很多。其中Intel公司的产品比较领先占有较大销售份额。在我国Intel公司的MCS-48系列，MCS-51系列，MCS-96系列的各种机型用得最多，占主流地位。本设计在仿真时以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，在实际电路中则用的是学校的STC-12C5A60S2，通过按键扫描电路和显示电路建立一个控制系统，使电风扇人为的变换档位，能够满足人们的需求。实现按“风速”键，其状态由“弱”→“中”→“强”→“弱”→……往复循环改变，每按一下按键改变一次状态；并且按“风种”键，其状态由“正常”→“睡眠”→“自然”→“正常”→……往复循环改变；强、中、弱的状态改变对应电风扇电机转速的快慢，而正常、睡眠、自然的状态改变对应于电机运转的状态，即睡眠对应电机转八秒停八秒，自然对应电机转四秒停8秒，正常则电机一直转动。
对于方案二，采用单片机控制，可以实现更复杂的电路要求，而且单片机运行起来稳定，能满足不同环境，不同条件下的控制，而且在电路要求上面需要更改时只需做程序上的修改以及相应电路连接的改动就行，比方案一方便，而且成本上也不比方案一的成本高太多，故采用此方案。
（二）电路设计
本系统由四个模块组成，分别是输入模块、显示模块、电机控制模块以及单片机控制系统。其中单片机控制系统是核心，由AT89C51、晶振和复位电路组成。它通过处理输入的各种信息来对其它模块发出指令，进行相应的操作。输入模块由3个按键组成，分别控制电机的风速和风种选择，以及电扇总开关。显示模块由六个LED发光二极管组成，显示风速和风种。
课程设计报告家用电风扇控制系统完整版
课程设计报告家用电风扇控制系统完整版电子课程设计——家用电风扇控制逻辑电路设计学院：电子信息工程学院专业、班级：电子131501班姓名：李思尚学号：201315020109指导教师：李小松2015年12月- 1 -目录电子课程设计____________________________________________________ - 1 -一、设计任务与要求______________________________________________ - 4 -1、基本要求_________________________________________________ - 4 -2、提高要求_________________________________________________ - 4 -二、总体框图（数字电路方案）____________________________________ - 4 -1、风速、风种模块___________________________________________ - 5 -2、脉冲触发模块_____________________________________________ - 5 -3、输出控制模块_____________________________________________ - 5 -4、定时模块_________________________________________________ - 5 -5、复位模块_________________________________________________ - 5 -6、秒脉冲发生器_____________________________________________ - 5 -三、器件选型____________________________________________________ - 6 -1、触发器___________________________________________________ - 6 -2、计数器___________________________________________________ - 7 -1）、计时部分计数器_______________________________________ - 7 - 2）、预设时间部分计数器___________________________________ - 8 -3、数据选择器_______________________________________________ - 9 -4、555定时器_______________________________________________ -11 -5、门电路__________________________________________________ - 12 -1）、74LS08与门_________________________________________ - 12 - 2）、74LS04非门_________________________________________ - 13 - 3）、74LS00与非门_______________________________________ - 13 - 4）、74LS32或门_________________________________________ - 14 -6、其他器件________________________________________________ -14 -四、功能模块___________________________________________________ - 14 -1、各模块的设计思路和设计过程______________________________ - 14 -1）、风速、风种模块______________________________________ - 14 - 2）、脉冲触发模块________________________________________ - 16 - 3）、输出控制模块________________________________________ - 18 - 4）、定时模块____________________________________________ - 18 - 5）、复位模块____________________________________________ - 19 - 6）、秒脉冲发生模块______________________________________ - 19 -2、模块的具体连接关系电路图，功能介绍,及其仿真时序图_______ - 20 -1）、风速、风种模块及脉冲触发模块________________________ - 20 -3）、定时模块____________________________________________ - 24 - 4）、复位模块____________________________________________ - 25 - 5）、秒脉冲发生模块______________________________________ - 26 -3、功能模块硬件试验测试____________________________________ - 26 -五、总体设计电路图_____________________________________________ - 27 -1、整体电路设计图__________________________________________ - 27 -2、系统不足及改进方案______________________________________ - 27 -- 2 -六、单片机方案_________________________________________________ - 29 -1、采用单片机方案实现的总体设计框图________________________ - 29 -2、器件选型________________________________________________ - 29 -1）、主控芯片____________________________________________ - 29 - 2）、显示方案____________________________________________ - 30 - 3）、输入按键____________________________________________ - 30 -3、程序流程框图____________________________________________ - 30 -4、部分程序代码____________________________________________ - 31 -七、总结体会___________________________________________________ - 33 - - 3 -家用电风扇控制逻辑电路设计一、设计任务与要求1、基本要求1）、通一个按键控制，实现风速强、中、弱的循环切换。
电风扇控制课程设计
电风扇控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电风扇的基本工作原理，掌握电路组成及各部分功能。
2. 学生能够了解并掌握电风扇控制电路的接线方法及电路图识别。
3. 学生能够解释并掌握电风扇速度控制原理，包括电阻调速、电容调速等方法。
技能目标：1. 学生能够独立完成电风扇控制电路的搭建，并进行调试。
2. 学生能够运用所学知识，分析和解决电风扇控制过程中出现的问题。
3. 学生能够设计简单的电风扇控制电路，提高创新实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电风扇控制课程，培养对物理科学的兴趣，增强探索精神。
2. 学生在团队合作中，学会沟通、协作，培养集体荣誉感。
3. 学生能够关注电风扇在生活中应用，提高节能环保意识，形成绿色消费观念。
课程性质：本课程属于物理学科，以实验和实践为主，结合理论知识，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于八年级，具备一定的物理知识和实验操作能力，好奇心强，喜欢探索新事物。
教学要求：教师需结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动参与课堂，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力。
同时，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生将所学知识应用于实际生活，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 电风扇工作原理：介绍电风扇的基本结构，包括电动机、调速器、开关等部分的功能及工作原理。
- 教材章节：第三章《电机的原理与应用》- 内容列举：电机的基本结构、原理及种类；电风扇电动机的结构及工作原理。
2. 电风扇控制电路：讲解电风扇控制电路的接线方法，电路图识别及元件功能。
- 教材章节：第四章《电路的控制》- 内容列举：基本控制元件及其功能；电风扇控制电路的接线方法及电路图识别。
3. 电风扇速度控制原理：阐述电风扇速度控制的方法，包括电阻调速、电容调速等。
- 教材章节：第五章《电子调速器》- 内容列举：速度控制原理；电阻调速、电容调速的原理及优缺点。
电工学课程设计-家用风扇控制器
课程设计（任务书）设计题目：家用风扇控制器同组人：院系专业年月日目录一、课程设计任务、要求 (3)1、任务 (3)2、要求 (3)3、设计目标 (4)二、设计总体思路、基本原理和框图 (4)1、设计总体思路 (4)2、基本原理 (4)3、系统设计框图 (5)三、各部单元电路设计 (6)1.状态锁存器电路 (6)2.触发脉冲电路（控制电路部分） (7)3.控制风速部分 (8)4.控制风种部分 (9)5．555多稳态电路（周期为8秒的脉冲产生电路） (11)四、总电路设计 (11)五、MULTISIM 仿真分析 (12)六、安装调试 (13)七、总结与体会 (14)八、元器件清单 (14)九、已实现的功能 (14)参考文献 (15)一、课程设计任务、要求1、任务我们小组的任务是设计并制作一个家用风扇控制器。
1、根据要求设计电路；2、利用Multisim软件对设计的电路进行仿真功能验证；3、实际连电路，实现各功能。
2、要求1、控制器面板为：按钮三个，分别为风速、风种和停止。
LED指示灯9个，指示风速强、中、弱，风种为睡眠、自然和正常，指示电机转速强、中、弱。
2、电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停止状态。
3、初始状态为：风速弱，风种正常；4、按“风速”键，其状态由“弱、中、强、弱、……”循环；5、按“风种”键，其状态由“正常、睡眠、自然、正常、……”循环；6、当风种变为“睡眠”时，风速自动变回状态“弱”，此时，“风速”键不起作用；7、风速的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快；8、风种要求：正常电扇连续运转；自然－电扇模拟自然风，即转4s，停4s；睡眠—电扇慢转，产生轻柔的微风，转8s，停8s；3、设计目标1、根据需求分析设计所需电路。
2、熟悉电路中用到的个集成芯片的管脚及其功能。
3、进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求。
家用风扇控制器设计
家用风扇控制器设计一、引言家用风扇是现代生活中必不可少的电器之一，它在夏季为人们提供了舒适的空气流通和降温功能。
然而，传统的风扇控制方式通常只有单一的开关控制，无法满足人们对风速、风向、定时等功能的需求。
因此，设计一种功能强大且易使用的家用风扇控制器对提高人们的生活质量意义重大。
本文将详细介绍家用风扇控制器的设计方案，包括硬件设计、软件设计和测试。
二、硬件设计1.主控制单元2.风速控制为了满足人们对不同风速的需求，风扇控制器应该具备多档调速功能。
可以通过矩阵按键或旋转编码器来实现用户的风速设置，并通过PWM信号控制风扇的转速。
3.风向控制风扇控制器还应该具备风向控制功能，它可以通过电机和舵机实现风向的调整。
用户可以通过按钮或旋转编码器来设置风向。
4.定时功能定时功能是现代家居电器常见的功能之一、用户可以通过控制器上的定时按钮或设置程序来定时关闭或启动风扇。
5.显示屏和指示灯为了方便用户对风扇的状态进行观察，需要在控制器上增加液晶显示屏来显示风速、风向、定时等信息。
另外，还可以添加指示灯来显示当前风速和定时状态。
三、软件设计1.风速控制算法风扇的风速控制通常通过改变PWM信号的占空比来实现。
根据用户设置的风速档位，控制器会计算出相应的占空比并通过PWM输出给风扇电机。
可以根据用户需求采用线性或非线性的算法来实现风速控制。
2.风向控制算法风向控制需要通过电机和舵机来实现。
可以采用传统的PID控制算法来调整电机和舵机的位置，使风向达到用户需求。
3.定时功能实现定时功能可以通过定时中断来实现，设置定时中断的周期和次数，当达到设定的时间后，中断会触发关闭风扇的操作。
四、测试与验证进行风扇控制器的硬件和软件设计后，需要进行测试和验证工作，确保控制器的各项功能正常运行。
可以通过搭建实验平台和编写测试程序进行验证，包括对风速、风向和定时功能的测试。
五、总结家用风扇控制器设计包括硬件和软件两部分，需要满足用户对风速、风向和定时等功能的需求。
微机原理与接口技术课程设计任务书_电风扇控制器.
微机原理与接口技术课程设计
任务书
1.课程设计题目:电风扇控制器
2.设计要求
(1设计家用电风扇控制器,实现电风扇的启停控制、风速控制和类型选
择功能,所有操作由发光二极管LED指示,编制相应的汇编语言源程序并进行系统调试。
(2控制器面板包括:风速、类型和启停键,发光二极管LED指示灯。
风
速分强、中、弱。
类型为睡眠、自然和正常。
(3电风扇处于停转状态时,所有指示灯不点亮,只有按下“风速”键时,
才会进入起始工作状态。
不论电风扇处于何种状态,只要按下停止键,电风扇就进入停转状态。
3.设计任务总述
(1初始状态:风速为“弱”,类型为“正常”。
(2按“风速”键,其状态由“弱”——>“中”——>“强”——>“弱”……往复循环改变,每按一次键,状态就改变一次。
(3按“类型”键,其状态由“正常”——>“睡眠”——>“自然”——>“正常”……往复循环改变,每按一次键,状态就改变一次。
(4风速的弱、中、强对应于电风扇转动的快慢。
(5类型的不同选择,分别对应如下情况:
①正常:电风扇连续转动。
②自然:电风扇模拟自然风,转动8s,停止8s。
③睡眠:电风扇慢转,产生轻柔的风,转动4s,停止8s。
(6按照风速与类型的设置输出相应的控制信号,点亮或熄灭相应的指示灯。
设计结束后需要提交的材料有:
课程设计报告书。
4. 参考文献
[1] 马春燕. 微机原理及接口技术实验与学习辅导.
[2] 马春燕,段承先,秦文萍. 微机原理与接口技术.电子工业出版社,北京,2012.。
家用风扇控制器设计
微机原理课程设计课题: 风扇控制器设计(8) 姓名：###学号：2#######专业班级：电气自动化指导教师：皮大能刘俊设计时间：2013.12目录一、设计目标 (3)二、设计要求 (3)三、总体设计 (3)四、硬件设计 (4)五、软件设计 (6)六、程序清单 (10)七、遇到的问题及解决方法 (15)八、心得体会 (16)九、元件清单 (16)十、参考文献 (17)模拟家用风扇控制器的设计一、设计目标设计并制作一个模拟家用风扇控制器。
二、设计要求1、控制器面板为：按钮三个，分别为风速、类型和停止，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。
2、电扇处于停转状态时：所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。
3、处于工作状态时有：(1) 初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”；(2) 按“风速”键，其状态由“弱”→“中”→“强”→“弱”……往复循环改变，每按一下按键改变一次；(3) 按“类型”键，其状态由“正常”→“睡眠”→“自然”→“正常”……往复循环改变；4、风速：风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。
5、风速类型的不同选择分别为：(1) 正常电扇连续运转；(2) 自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；(3) 睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转 8s，停转8s；6、按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。
三、总体设计电扇模拟自然风，即本次课程设计任务主要基于8086以及各种接口芯片结合汇编语言实现对家用风扇的控制器的模拟。
我主要运用8086CPU结合汇编语言编写的软件来实现各种信号的处理与变换，以得到想要的控制信号，并用接口芯片8255A实现信号的输出与接收。
在模拟中通过开关来实现各种控制信号的输入，再通过8255的端口进行读取，再由8086通过软件的对采入的信号进行辨别进而转入到相应的功能子程序中以实现各种功能。
电风扇控制系统课程设计
电风扇控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电风扇的基本结构和工作原理，掌握控制系统的组成及其功能。
2. 学生能描述并分析电风扇控制电路图的各个部分，了解电路中各个元件的作用。
3. 学生能运用物理知识解释电风扇转速与电压、电流的关系。
技能目标：1. 学生能通过实际操作，学会正确连接和测试电风扇控制电路。
2. 学生能运用所学知识，设计简单的电风扇控制系统，并进行调试和优化。
3. 学生能运用图表、数据和文字，准确记录实验过程和结果，提高实验报告撰写能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电风扇控制系统，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在团队合作中，学会尊重他人意见，提高沟通与协作能力。
3. 学生能关注电风扇控制系统在实际应用中的节能、环保问题，增强社会责任感。
课程性质：本课程为初中物理电学部分的实践应用课程，结合实际生活中的电风扇控制系统，帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：初中学生已具备一定的物理知识和实验技能，对电子技术有一定的好奇心，但需要进一步培养动手操作和团队协作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，培养创新思维和团队协作精神，提高学生的问题解决能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程以物理八年级下册电学部分内容为基础，结合以下教学内容：1. 电风扇的基本结构：介绍电风扇的各个组成部分，如电动机、叶片、调速器等。
- 教材章节：第十五章第二节《电动机的工作原理》2. 电风扇工作原理：讲解电动机如何将电能转化为机械能，以及调速器如何改变电动机的转速。
- 教材章节：第十五章第三节《电动机的应用》3. 控制系统组成及其功能：分析电风扇控制电路图的各个部分，包括开关、调速器、保护电路等。
- 教材章节：第十六章第一节《电路图及其表示方法》4. 电风扇控制电路的实际操作：引导学生动手连接和测试电风扇控制电路。
家用风扇PLC课程设计
家用风扇PLC课程设计一、教学目标家用风扇PLC课程设计的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标：学生需要掌握PLC的基本原理、结构和工作原理；了解家用风扇的组成部分及其工作原理；掌握PLC在家用风扇控制中的应用。
技能目标：学生能够熟练使用PLC编程软件进行编程；能够对家用风扇进行PLC控制系统的设计和调试；具备分析问题和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：培养学生对自动化技术的兴趣和好奇心，提高学生对科技创新的认同感；培养学生团队合作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容家用风扇PLC课程设计教学内容主要包括四个部分：PLC基本原理、家用风扇结构与原理、PLC在家用风扇控制中的应用、PLC编程与调试。
1.PLC基本原理：介绍PLC的发展历程、分类、基本结构、工作原理和编程语言。
2.家用风扇结构与原理：讲解家用风扇的组成部分、工作原理及其性能参数。
3.PLC在家用风扇控制中的应用：分析PLC在家用风扇控制中的具体应用，如速度控制、方向控制等。
4.PLC编程与调试：教授PLC编程方法，包括逻辑控制、定时控制、计数控制等；讲解PLC调试技巧及故障排查方法。
三、教学方法家用风扇PLC课程设计采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：用于讲解PLC基本原理、家用风扇结构与原理等理论内容。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解PLC在家用风扇控制中的应用。
3.实验法：让学生动手实践，进行PLC编程和调试，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源家用风扇PLC课程设计所需教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的PLC教材，如《可编程控制器原理与应用》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《自动化控制系统》等。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频教程等，以便于学生更好地理解和学习。
4.实验设备：准备PLC实验设备，包括主机、编程软件、实验模块等，以确保学生能够进行实践操作。
课程设计：家用风扇控制器
家用风扇控制器1 设计目的（1）进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（2）实现对指示灯的控制来模拟风扇控制器。
（3）进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法。
（4）进一步掌握数字系统的制作和布线方法。
（5）了解直流稳压电源的结构。
2 设计思路（1）设计直流稳压电源电路。
（2）设计风种控制电路、风种处理电路。
（3）设计风速控制电路、风速处理电路。
3 设计过程3.1、方案论证控制信号图1家用风扇控制器总体结构框图（1）其中总控中心负责提供显示电路的开关控制和状态转换电路的复位控制。
（2）风速状态转换电路和风种状态转换电路分别由开关控制，负责提供风速、风种状态转换。
风速、风种状态控制过程都分为三个阶段，对应的输出有三种状态，分别用012A A A 和012B B B 表示：0A （00）状态：风速弱，LED 灯1模拟以200HZ 的频率闪烁。
1A （01）状态：风速为中，LED 灯2模拟以500HZ 的频率闪烁。
2A （10）状态：风速强，LED 灯3模拟以1000HZ 的频率闪烁。
0B （00）状态：风种正常，LED 灯4持续亮。
1B （01）状态：风种为自然风——电扇模拟自然风，即转2s ，停2s ；LED灯5模拟亮2秒灭2秒。
2B （10）状态：风速强——风种睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，转4s ，停4s ， LED 灯5模拟亮4秒灭4秒。
初始状态为：风速弱，风种正常；按“风速”键，其状态由“弱、中、强、弱、……”循环；按“风种”键，其状态由“正常、睡眠、自然、正常、……”循环。
（3）译码电路负责将前一级的状态编码进行译码，用来驱动下一级的脉冲产生电路。
（4）风速控制脉冲产生电路和风种控制脉冲产生电路，负责产生如（2）所述的脉冲波形用来驱动后一级的显示电路。
（5）显示电路负责显示和模拟风扇的控制结果。
3.2、芯片选取及芯片功能分析U 1574LS74D1D 21Q 5~1Q 6~1CLR 11CLK 3~1PR 4GND7~2Q82Q 9~2PR 102CLK 112D 12~2CLR13VCC 14图2 74LS74图2所示为芯片74LS74，74LS74是一片具有双D 触发器的功能比较强大的芯片；其功能表如下：74LS74功能表由功能表可知当74LS74的CLR 端为0和PR 端为1时Q 端输出恒为0；CLR 端和PR 端均为1时触发器正常工作。
PLC风扇控制器设计
一、设计任务1、课题内容设计课题：家用风扇控制器2、课程设计内容（一）系统功能任务要求1）按钮三个，分别为风速、类型和停止，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。
2）电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，进入停转状态。
3）处于工作状态时，有：（1）初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”；（2）按“风速”键，其状态由“弱”→“中”→“强” →“弱” …往复循环改变，每按一下按键改变一次；（3）按“类型”键，其状态由“正常”→“睡眠”→“自然”→“正常” …往复循环改变；4）风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快5）类型的不同选择，分别为：（1）正常电扇连续运转；（2）自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；（3）睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转 8s，停转8s；6）按照风速与类型的设置输出相应的控制信号（二）系统设计说明1）可以自增系统功能2）硬件原理图采用电子、机械CAD及其它绘图软件绘制3）画出硬件电路原理图、I/O编址，编程并调试、I/O端子接线图4）在编程平台上设计出软件、并经过仿真调试二、系统顺序功能图及说明说明：初始状态，进入M0.0步。
通过I0.0来控制风扇控制器的启动，进入M0.1和M0.4（弱风，正常类型）通过I0.1，I0.2来选择风速和类型。
风速和类型都是通过计数器来检测I0.1和I0.2的输入信号。
按I0.1一次进入中风，两次强风，再次按I0.1回到初始弱风，依次循环。
按I0.2一次进入睡眠风，两次自然风，再按I0.2进入正常风状态，依次循环。
不管处于任何状态时，按I0.3复位，所有指示灯都灭。
顺序功能图如下页所示：系统顺序功能图四、PLC设计（一）I/O地址的分布（二）器件的选择1、PLC的选择：S7-200S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
家用风扇控制器的设计与实现
家用风扇控制器的设计与实现一、实验目的１．实现对步进电机的控制来模拟风扇控制器。
２．掌握微机硬件和软件的综合设计方法。
二、实验内容与要求设计并制作一个家用风扇控制器。
1．用六个发光二极管，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。
2．处于主菜单状态时，有下列选项：(1) 直接默认状态运行，默认状态为：风速-“弱”，类型-“正常”。
(2) 进入风速子菜单界面，修改风速。
(3) 进入类型子菜单界面，修改风的类型。
4. 风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。
5. 类型的不同选择，分别为：(1) 正常电扇连续运转；(2) 自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；(3) 睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转8s，停转8s；6. 按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。
三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计1．8253定时/计数器通道0定时控制步进速度，通道2和3定时电机的转停时间，8255的PA0控制步进电机的转停。
2．8255 的C口输出控制脉冲，经74452电路驱动电路。
B口输出控制LED显示风扇当前的状态。
五、硬件设计由于本设计主要是用步进电机的控制来模拟家用风扇控制器，所以电路是在步进电机控制系统的电路作了一些修改。
除利用了PC机本身资源外（如中断资源），还利用了平台上的8253计数/定时器、8255并行接口单元，LED指示灯电路等，再加上电机的驱动电路，便构成以风扇电机控制电路。
硬件原理图如图1：图1 硬件原理图六、软件设计本设计通过软件编程使8253通道0输出定时信号申请中断，CPU发出命令由8255的下C口输出脉宽信号来控制步进电机的走步。
8253的定时时间决定了电机转动的快慢。
电机的转动和停止则是通过8255的PA0端子输出高低电平来继续或暂停8253通道0的计数从而控制中断申请来实现的。
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目录前言 (3)摘要 (4)1.课程设计任务要求 (4)2.方案设计 (5)2.1总体思路2.2基本原理2.3框图3.单元电路设计 (6)4.Multisim 仿真设计 (14)5.安装调试步骤 (17)6.故障分析与电路改进 (18)7.总结与涉及调试体会 (23)8.队员分工 (24)参考文献 (24)附录一 (25)实验清单 (25)前言炎炎夏日，酷暑难耐，很多家庭选择使用电风扇来降温解暑。
之所以家用电风扇普及范围广，是因为它经济，便捷，实用的性质。
本次课程设计任务为设计并制作一个家用风扇控制器，并实现一定的功能控制功能。
相关功能要求包括风速、类型和通断的调节与控制，并在风扇运行于任意状态下都对其实现功能的切换，充分体现其可控制性。
设计内容是用一个按钮来实现风速强、中、弱的转换并且实现循环；一个按钮来实现风种从正常风、睡眠风、自然风的转换并且实现循环；并且用不同颜色LED灯的显示来表示风速与风种的状态各个状态。
一个模块是风速的循环控制电路，利用74ls192、74ls138芯片实现三种状态的循环计数，并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭；一个模块是风种的循环控制电路，利用74ls192、74ls138芯片实现三种状态的循环计数，并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭，其中周期性脉冲是利用555发生器产生周期为1s的方波，并且利用74ls161产生周期为8s和16s的脉冲。
本课题基本实现了控制循环电路的功能，将之有效的连接在一起，实现了家用电风扇控制逻辑电路的总体功能。
关键字：LED 电风扇循环控制汇编语言 74LS161D 74LS138D 74LS192D 74LS04 74LS08 74LS32摘要在电路板上有六个指示灯指示电扇的状态。
三个按键分别为选择不同的操作----风速、风种、停止。
其操作方式和状态指示如下：1、电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮。
此时只有按“风速”键电扇才会响应，其初始工作状态为“风速”－弱，“风种”－正常位置，且相应的指示灯亮。
2、电扇一经启动后，再按动“风速”键可循环选择弱、中或强三种状态中的一种状态；同时，按动“风种”键可循环选择正常、自然或睡眠三种状态的某一种状态。
3、在电扇任意工作状态下，按“停止”键电扇停止工作，所有指示灯熄灭。
“风速”的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快。
“风种”在正常位置是指电扇连续运转；在“自然”位置，是表示电扇模拟产生自然风，即运转4秒，间断4秒的方式；在“睡眠”位置，是产生轻柔的微风，电扇运转8秒，间断8秒的方式。
设计任务要求设计并制作一个家用风扇控制器。
要求控制器面板为：按钮三个，分别为风速、风种和停止。
LED指示灯6个，指示风速强、中、弱，风种为睡眠、自然和正常。
电扇处于停转状态时：所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停止状态。
电扇处于工作状态时，有：1.初始状态为：风速弱，风种正常；2.按“风速”键，其状态由“弱、中、强、弱、……”循环；3.按“风种”键，其状态由“正常、睡眠、自然、正常、……”循环；风速的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快；风种：1.正常电扇连续运转；2.自然－电扇模拟自然风，即转4s，停4s；3.睡眠—电扇慢转，产生轻柔的微风，转8s，停8s；按照风速与风种的设置输出相应的控制信号。
方案设计总体思路将风种设计分成停、转时间控制和循环控制两部分，风速设计仅为循环控制一部分。
由二进制计数器生成的不同分频的信号控制不同风种停、转时间，由三进制计数器和译码器控制三种不同状态的循环。
基本原理由555定时器组成的多谐振荡器将高电平转换为矩形波，输入74LS161同步二进制计数器，以其输出的八分频和十六分频信号分别控制自然和睡眠状态的停、转时间。
时钟脉冲经74LS192改造成的三进制计数器和74LS138译码器控制三种状态的循环，风速、风种循环部分的设计均可依照此原理。
框图单元电路设计555定时器的设计1、设计要求风种分为正常、自然和睡眠三种状态。
正常状态下需要风扇连续运转，即相应的LED灯一直处于亮的状态，则需持续的高电平。
自然状态需要风扇转4s停4s，即相应LED灯亮4s停4s，则需周期为8s的脉冲，其中高电平4s，低电平4s。
睡眠状态需要风扇转8s停8s，即相应LED灯亮8s停8s，则需周期为16s的脉冲，其中高电平8s，低电平8s（如图（1）所示）。
图（1）“风种”三种工作方式波形2、设计思路用NE555定时器组成的多谐振荡器将高电平转化为周期为1s 的脉冲，经过74LS161D 型四位同步二进制计数器后产生周期为2s 、8s 和16s 的脉冲。
2s 的脉冲经处理后变为持续的高电平，作为正常状态的输入信号。
周期为8s 和16s 的脉冲分别作为自然和睡眠状态的输入信号。
计算过程及结果：555NE 脉冲产生参数设计，2112212117.0)(7.0T T T C R T C R R T +==+=根据所有元器件，C1=10μF, R1=47k Ω，令T=1s 可得R2=47k Ω，连接如图（2），则可得到周期为1s 的脉冲。
图（2）风速的转换1、设计要求风速有弱、中、强三种状态，通过按键使表示弱、中、强三种状态的LED灯依次亮，并按弱→中→强→弱方式循环。
2、设计图3、循环控制①分析74LS192 计数器74LS192 计数器如图（a）（b）所示：◆CPU为加计数时钟输入端（对应模拟电路中的UP端）；◆CPD为减计数时钟输入端（对应的模拟电路中的DOWN端）；◆PL为预置输入控制端，异步预置（对应模拟电路中的～LOAD端）；◆MR为复位输入端，高电平有效，异步清除（对应模拟电路中的CLR 端）；◆TCU为进位输出：1001状态后负脉冲输出（对应模拟电路中的～CO 端）；◆TCD为借位输出：0000状态后负脉冲输出（对应模拟电路中的～BO 端）；◆P0、P1、P2、P3分别对应模拟电路中的A、B、C、D；为置数端；◆Q0、Q1、Q2、Q3分别对应模拟电路中的QA、QB、QC、QD；为输出端。
◆（a）引脚排列图（b）逻辑符号1）设计思路通过置数法将74LS192N改接为三进制计数器，功能表如图（3）所示。
图（3）将74LS192N预置为001。
将输出端QA、QB分别与非门相连后与QC 输出端连接到一个三输入与门上，再经非门连接到置数端～LOAD。
当74LS192N输出代码011时，再来一个时钟脉冲，输出变为100，输出信号经由上述电路转变为低电平，使置数端有效，置入预置数001，而100这一状态转瞬即逝，对电路没有影响。
由此，74LS192N输出信号实现000→001→010→011→001循环，从而使风速实现弱、中、强三态循环，如图（4）所示。
图（4）2）停止停止键与计数器74LS192N 的清零端CLR 相连，按下停止键时，计数器74LS192N 输出代码000，实现一键停止。
②分析74LS138D 译码器设计思路74LS138功能表如图（5）所示，将该译码器输出端分别与非门连接后接电阻和与三种风速对应的LED 灯，最后接地，则可实现风速三种状态的转换与循环。
中风(010)强风(011) 弱风(001) 输出1图（5）风种的转化1、设计要求风种有正常、自然、睡眠三种工作状态，以正常→自然→睡眠→正常方式循环，通过脉冲开关的闭合提供脉冲，实现三种状态的转换。
其中，正常状态下风扇连续运转，即相应的LED灯一直处于亮的状态；自然状态下风扇转4s停4s，即相应LED灯亮4s停4s；睡眠状态下风扇转8s停8s，即相应LED灯亮8s停8s。
同时，睡眠状态对应风速为弱风，其他状态下风速可调。
2、设计图3、停、转时间控制粉色方框内为NE555定时器组成的多谐振荡器和74LS161同步二进制计数器。
通过NE555定时器和74LS161计数器实现自然状态和睡眠状下的停、转的原理上文已有描述，在此不再赘述。
下面简述由74LS161计数器二分频输出端获得持续高电平的方法。
将二分频输出端分出一条线路后经非门与原线路连在同一个与门上，则与门输出持续的高电平，如图（6）所示，从而使风扇处于正常状态时，相应的LED灯保持亮的状态。
图（6）4、循环控制蓝色方框内为74LS192N计数器和74LS138N译码器组成的循环系统。
通过清零法将十进制计数器74LS192N改接成三进制计数器。
将输出端QA、QB通过与门接到74LS192N计数器的清零端，使其输出实现000→001→010→000的循环，通过74LS138N译码器输出对应信号，实现风种的三态循环。
同时，74LS138N译码器各输出端分别与非门相连，然后与停、转控制部分74LS161计数器对应输出端通过与门连接，最后分别与表示正常、自然和睡眠状态的LED灯相连。
5、停止74LS192的输出端QA、QB经二输入与门后，输出信号与停止键通过二输入或门连接到74LS192的清零端，则可实现停止键一键控制停止。
Multisim仿真分析MULTISIM 仿真电路图1、风速的控制电钮S3控制风速的转换，每按一次电钮转换一次风速状态，LED4、LED5、LED6分别表示风速“弱”“中”、“强”。
仿真结果如下：弱风：中风：强风：2、风种的控制电钮S2控制风种的状态，每按一下电钮S2进行一次风种转换。
LED1、LED2、LED3分别表示“正常”、“自然”、“睡眠”状态。
仿真结果如下：正常：自然：睡眠：3、电扇的启动电钮S3启动整个电路。
仿真结果如下：未按电钮S3：按下电钮S3：4、电扇的停转开关S1控制电扇的停转。
按下S1后所有小灯泡熄灭，且所有计数器清零。
安装与调试在实际操作中，没有三输入与门和三输入或门，可用两个二输入与门代替三输入与门，用两个二输入或门代替三输入或门。
故障分析与电路改进故障一：测试风速过程中发现LED灯不能按预定的指示亮灭。
分析：用Multisim仿真软件中的逻辑分析仪分别测试74LS192D的QA、QB、QC三个管脚，得出变化规律为100—010—110—100（如图（7）），与设想的001—010—011—001不同。
因此得出QA与QC的输出与设想的相反。
图（7）电路改进：将QA与74LS138D的1管脚相连，将QC与74LS138D的3管脚相连。
故障二：测试风速过程中发现LED灯亮时不稳定。
分析：用万用表测试LED灯两端电压为5V（如图（8）），超过了LED 灯的额定电压。
图（8）电路改进：在LED灯前面串联一个0.1k的电阻，保护LED灯，此时用万用表测得LED灯两端电压为2V（如图（9））。
图（9）故障三：初始状态时，表示正常状态和弱风的LED灯亮。
分析：以风速为例，时钟脉冲经74LS192输出000→001→010→000三态循环，经译码器译码后分别控制弱、中、强三种风速。