家用电风扇逻辑控制电路设计参考报告

2.1 方案一·····················································6 2.2 方案二·····················································6 第三章 系统组成及工作原理 3.1 系统组成···················································7 3.2 工作原理···················································8 第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 状态锁存电路电路············································`9 4.2 触发脉冲电路···············································11 4.3 风种控制电路···············································12 4.4 消抖电路···················································14 4.5 单稳态电路·················································15 第五章 实验、调试及测试结果与分析································16 结论······························································17 参考文献··························································18 附录一····························································18 附录二····························································20 附录三····························································22
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家用电风扇控制逻辑电路设计
第三章 系统的组成及工作原理
2.1 系统的组成
本系统主要由脉冲触发电路、状态锁存电路电路、风种控制电路、消抖电路及单 稳态定时电路组成。通过按键开关产生单次脉冲来控制电风扇的状态，并通过发 光二极管将各种状态显示出来。
1、脉冲触发电路 按键 K1 按下后形成的单次脉冲信号作为“风速”状态锁存电路的触发信号。 按键 K1、K2 及部分门电路 74LS00、74LS08 构成了“风种”状态锁存电路的触 发信号。
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家用电风扇控制逻辑电路设计
前言
科学技术是第一生产力。以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻 天覆地的变化，使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的 国防事业中发挥了重要的作用，只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而 作为二十一世纪的主义，作为一名大学生，不仅仅要将理论知识学会，更为重 要的是要将所学的知识用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。电子 课设是电子技术学习中非常这哦那个要的一个环节，是将理论与实践相结合的 环节，是真正锻炼学生实践能力的环节。
家用电风扇控制逻辑电路设计
摘要
据统计，电风扇已经成为人们生活中必不可少的家用电器，普及面已经越来 越广。随着电风扇的大面积普及，人们对电风扇的要求也越来越高。尤其是电风 扇的智能化、人性化等方面。而电风扇的人性化显得更为重要。
本次课题设计目的是：设计家用电风扇控制逻辑电路，由三个按键分别控 制风速、风种以及开关，并分别用发光二极管显示状态。附加按键提示音及定 时功能。这些功能的增加都是为了提高电风扇器件本身的人性化。为提高电路 的稳定性以及提高按键单次脉冲的稳定度，按键首先经过了 74LS179 芯片进行 了消抖处理。为实现风速的循环控制，循环部分有 74LS08、74LS175 组成了移 位计数器。从而实现了风速的循环控制。风种循环控制部分主要是通过 74LS00、 74LS08 芯片构成触发脉冲信号，再经过 74LS151 数据选择器进行风种选择。 附加部分通过 74LS32 芯片以及蜂鸣器组成按键提示音部分。定时部分由 555 组成单稳态电路实现定时。
经过一系列的分析、准备。本次课题设计除在美观方面处理得不够得当之 外。本次电路设计完成全部的设计要求。
关键字：电风扇、按键、单次脉冲、芯片、循环控制
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家用电风扇控制逻辑电路设计
目录
前言································································4 第一章 设计内容及要求··············································5 第二章 系统设计方案选择
以前的家用的电风扇一个按键只能控制一种风速，而且无法对其风种进 行控制，无疑这样的电风扇存在一定的弊端，从而限制了电风扇的进一步普及。 通过逻辑电路设计之后的电风扇。只需要三个按键就可以循环控制风速、风种 及开关状态。实现了电风扇的人性化。
在国内外，家用电风扇的逻辑控制技术已经相当成熟。但是这一点并不 能否认我们对其进行电子课设设计。因为其中对逻辑电路进行设计分析的思路 仍然值得我们去学习和研究。又因为其简单、易做、易设计。对设计材料无特 别要求的特点。使得家用电风扇控制逻辑电路设计这一课题广泛运用于电子课 设中。
风速 弱
停止
风速 风 速
正常
风种
风速 中
风速 停 止
强 停止
停 自然
停
停止
止
风种 风种
睡眠
图 2-1 工作原理图 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，电扇启动运 转，其初始工作状态为“风速”处于“弱”档，“风种”处于“正常”位置，且 相应的指示灯亮。 2.电扇一经启动后，按动“风速”键可循环选择弱、中或强三种状态中的任一种 状态；同样按动“风种”键可循环选择正常、自然或睡眠三种状态中的任一种状 态。 3．在电扇任意工作状态下，按“停止”键，电扇停止工作，所有的灯熄灭。
风速 Q2Q1Q0
弱
风种
001
中
Q2Q1Q0
正常
自然
010
001
010
停止
强
000
100
停止 000
睡眠 100
图 4-1 电扇简化操作状态转换
根据图 4-1 状态转换图，可得到 种”电路都满足状态表 3-1-1 所示。
的状态表（表 3-1-1），“风速”及“风
由表 3-1-1 可得
表 4-1-1
的状态表
中（Q1） 弱（Q0） ST
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
表 4-1-2 电扇工作状态表 表达式，使用两片 74LS175 芯片所设计状态所存部分电路如图
2、状态锁存电路 “风速”、“风种”两组状态锁存电路均用二片 4D 触发器 74LS175 构成，每片三 只 D 触发器的输出端分别于三个状态指示灯相连，同时每片 74LS175 的清零端 均与停止键 K3 相连，利用按键产生的低电平信号将所有状态清零。
3、风种控制电路 在“风种”的三种选择方式中，在“正常”位置时，风扇为连续运行方式，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” 方式控制器，由 74LS175 三个输出端选中其中的一种方式。间断工作时，在 74LS175 的 CP 端加入一个周期时钟信号作为“自然”端的间断控制，二分频后 再作为“睡眠”方式的控制输入。 4、消抖电路 消抖电路的加入是为了使的单次脉冲更加的稳定。当拨动开关时，产生了连续跳 动的脉冲，此时只要经过 74LS279 芯片，就可将这种有跳动的脉冲信号变成稳定 的单脉冲信号。
5、单稳态定时电路 单稳态定时电路由 555 芯片构成，由电路本身的要求决定了单稳态的方式，本电 路的单稳方式是：下降沿触发，电位由高变为低。
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家用电风扇控制逻辑电路设计
2.2 工作原理 电路由触发脉冲电路产生单次脉冲，通过状态锁存电路处理，由六个发光二极管 发光显示所控制的状态。再由单稳态定时电路控制风速、风种所需要的 “开启” 时间。按键开关 K1 控制风速的三种状态，开关 K2 控制风种的三种状态，开关 K3 接 74LS175 的清零端，控制电路的“停止”状态，工作原理图如 2-1 所示。
过“停止”键停止风扇运转。
3)LED 显示状态
使用六个发光二极管表示风扇的六种逻辑功能状态。
〖提高要求〗
1)按键提示音
2)定时关机功能(以小时为单位)
(1) 正常风 电机连续转动，产生持久风；
(2) 自然风 电机转动 4s、停止 4s，产生阵风；
(3) 睡眠风 电机转动 8s、停止 8s，产生轻柔的微风。
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家用电风扇控制逻辑电路设计
第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择
4.1 状态锁存电路
“风速”、“风种”这两种操作各有三种工作状态和一种停止状态需要保存和指示， 可以使用三个 D 触发器来锁存状态，触发器输出 1 时表示工作状态有效，0 表示 无效，当三个输出全为 0 则表示停止状态，同时为了简化设计，应该采用带有直 接清零端的 D 触发器，这样将停止键与清零端相连就可实现停止的功能。因此 在状态锁存部分采用了两个 74LS175 芯片来实现这些功能。风扇简化操作状态 转移图如图 4-1 所示。
方案二：本方案是对第一方案进行改进，修正之后得到。本电路包括六部分电 路。分别是：1、状态锁存电路，2、触发脉冲电路，3、“风种”方式 控制电路，4、消抖电路，5、单稳态定时电路，6、秒脉冲电路。