家用电风扇控制逻辑电路要点

课程设计说明书

课程设计名称：数字电路课程设计

课程设计题目：家用电风扇逻辑设计

学院名称：南昌航空大学信息工程学院

评分：教师：

2013 年9 月26 日

数字电路课程设计任务书

20 13－20 14 学年第 1 学期第 2 周－ 4 周

题目家用电风扇控制逻辑电路设计

内容及要求

〖基本要求〗1)实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制，循环)：

2)实现睡眠风、自然风。正常风三种风态(—个按钮控制，循环)；

3)LED显示状态；

〖提高要求〗1)按键提示音；

2)关机功能(以小时为单位)。

进度安排

2013.9.9-2013.9.15：查阅资料，方案分析与设计，电路仿真；

2013.9.16-2013.9.22：完成系统的制作、焊接、调试；

2013.9.23-2013.9.27：画PCB线路板图，完成报告。

学生姓名

指导时间：周一、周二、周五指导地点：实验大楼南310、E610

任务下达2013 年9月9日任务完成2013年9月27日

考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□ 3.实际操作□√ 4.其它□

指导教师系（部）主任

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要

目前，电风扇已经成为人们生活中必不可缺少的家用电器，普及面越来越广泛，当然人们对电风扇的性能要求也随之提高改进，尤其是电风扇的智能化和人性化，从而尽量满足绝大多数人的需求。

整个电风扇逻辑控制电路采用模块化设计思想，需分成脉冲触发电路、状态锁存电路、风态控制电路、定时电路等几大部分，用三个开关分别控制风速、风态及定时状态的循环与转换，并用三个二极管作为状态指示灯，其中一个开关控制整个电路。其中脉冲触发电路用单稳态和组合逻辑电路实现，状态锁存电路、定时电路状态设计核心由D触发器实现，定时控制需要555单稳态电路实现。

经过一系列的分析，思考和精心准备，本设计实现的控制电路能让电风扇在接通电源后按风速控制键是电路工作在“睡眠风”、“弱风”和“正常风”状态，之后通过风速、风态和定时三个按键分别控制电风扇工作状态，并有相应指示灯亮。本次课设基本完成了电路要求。

关键词：定时电路、单脉冲、状态控制、循环控制、锁存电路

目录

前言 (1)

第一章设计方案及系统设计概述 (2)

1.1设计方案 (2)

1.2系统组成 (2)

1.2.1 风速控制功能模块 (3)

1.2.2 风种控制功能模块 (3)

1.2.3 555定时功能模块 (3)

1.2.4 按键反馈功能模块 (3)

1.3 工作原理 (3)

第二章电路设计 (5)

2.1风速状态锁存电路 (5)

2.2风种状态控制电路 (5)

2.3 单稳态定时电路 (7)

2.4按键反馈电路 (7)

第四章调试 (8)

第五章总结 (9)

参考文献 (10)

附录一总原理图 (10)

附录二PCB绘制图 (12)

前言

机械风扇起源于1830年，一个叫詹姆斯.拜伦的美国人从钟表的结构中受到启发，发明了一种可以固定在天花板上，用发条驱动的机械风扇。这种风扇转动扇叶带来的徐徐凉风使人感到凉爽，但得爬上梯子去上发条，很麻烦。1872年，一个叫约瑟夫的法国人又研制出一种靠发条涡轮启动，用齿轮链条装置传动的机械风扇，这个风扇比拜伦发明的机械风扇精致多了，使用也方便一些。1880年，美国人舒乐首次将叶片直接装在电动机上，再接上电源，叶片飞速转动，阵阵凉风扑面而来，这就是世界上第一台电风扇。

设计基本是机械控制，主要控制定时和风速，而今随着科学技术的不断发展，慢慢采用电子控制线路，设计逻辑电路采用数字电子技术。这是一个硬件设计朝软件设计方向发展趋势，使得控制技术越来越精确和智能化。在外观和功能上都更追求个性化。而电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本属于空调器的功能，并增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。这些外观不拘一格并且功能多样的产品，预示了整个电风扇行业的发展趋势。在追求个性时尚以及精致化的时代，消费者似乎对娇小可爱的家电产品情有独钟。这些电风扇的外壳和扇页都以塑料为原料，整体上极其轻巧，电风扇增设了各种新功能，既彰显了个性，又在无形中提高了档次。如开发较早且比较实用的遥控功能，使操作摆脱了一定的空间限制，再加上液晶屏幕的动态显示，操作起来一目了然。创新设计的控制电路可以提供更加优质服务，让用户使用更舒心。

我们通过所学理论知识和实践相结合，培养分析问题解决问题的能力。在这次实践过程中，这实际上算是对我们一次全面性的检查和考验，让我认识到做电子不仅仅只是停留在课本的理论知识，而要学会思考和动手完成该学习任务及要求。同时我们也可以培养这方面的兴趣和爱好，和同学讨论一下，从而深刻理解电路工作原理等相关知识。因此，这次家用电风扇逻辑控制电路设计基本完成。

第一章设计方案及系统设计概述

1.1设计方案

总电路分成状态锁存电路、触发脉冲电路、风种控制电路三大部分，有四与非门74LS00、4D触发器74LS175、八选一数据选择器74LS151、四与门74LS08。通过仿真，发现该方案能实现风速、风态控制基本要求，先按下总开关键，再按“风速”键时，会有一个LED灯亮，用555多谐振荡器做一个秒脉冲电路或者单脉冲发生电路代替开关产生脉冲，再增加定时电路和按键反馈电路即可实现所有功能，原理框图如图2-1所示。

图1-1 电风扇控制原理框图

1.2系统组成

本次设计需要设计一个具有自由选择“风速”、“风态”、“定时”和按键反馈功能的家用电风扇控制逻辑电路，利用按键控制单脉冲发生电路或者秒脉冲电路产生脉冲来控制电风扇的工作状态，并由按键反馈电路中发光二极管判断电路是否有效，其余6个二极管表示出风扇的各种状态。分模块介绍系统电路设计：