数字电子课程设计 家用电风扇控制逻辑电路设计

电子技术课程设计设计题目：家用电风扇控制逻辑电路设计

姓名：

学号：

班级：13物联网

专业：物联网工程

系别：电子系

指导教师：

总分：

本科生课程设计任务书课程名称：电子技术课程设计

电子技术课程设计成绩评定表系别：电子系班级：13物联网姓名：梁昌梓学号：13160015

注:本表附在课程设计任务书之后

目录

一、设计目的 (5)

1.1选题意义 (5)

1.2 设计目标 (5)

1.3 工作安排 (5)

二、设计方案 (6)

2.1 基本要求 (6)

2.2 选用器材 (6)

2.3 工作原理 (6)

2.4 方案组成 (6)

三、家用电风扇设计 (7)

3. 1系统电路组成 (7)

3. 2具体单元电路设计 (7)

3.2.1 触发脉冲电路 (7)

3.2.2抖动电路 (8)

3.2.3风速控制电路 (9)

四、仿真结果和分析 (12)

4.1 Multisim电子仿真 (12)

4.2 PCB设计 (12)

五、总结 (13)

5.1结果 (13)

5.2结论 (13)

六、设计心得 (13)

参考文献 (13)

附录A (14)

一、设计目的

1.1选题意义

随着经济的发展，电风扇以是必不可少的家用电器。它经济、简便、使用，是每个人家里可以负担起的电器，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。

1.2 设计目标

1、根据要求分析设计出所需的电路。

2、熟悉电路中所用到的各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。

4、写出完整、详细的课程设计报告。

1.3 工作安排

表1.3.1 小组成员分工列表

二、设计方案

2.1 基本要求

1、实现风速的强、中、弱变换，并使用一个按键来进行风速控制，使风速按照强、中、弱的方式进行变换循环；

2、用发光二极管显示风速的状态。

2.2 选用器材

1、直流稳压电源；

2、集成电路74LS175、74LS00等；

3、发光二极管、电阻；

4、按键开关。

2.3工作原理

电路采用由基本RS触发器构成的单脉冲发生器，从而避免了抖动现象，再经过由74LS175,74LS00构成的位移计数器，利用74LS175中的三个D触发器来锁存状态，触发器输出1时表示状态有效，0表示无效，当三个输出全为0则表示停止状态，三个发光二极管分别接在74LS175的Q1、Q2、Q3三个输出端，利用二极管发光来显示所控制的状态，再由按键开关J2控制风速的三种状态。

2.4方案组成

本方案中电路包括三部分。分别是：

1、触发脉冲电路：为电路提供输入信号。

2、抖动电路：消除输入信号的跳变，使其产生稳定的单次脉冲信号。

3、风速控制电路：使风速实现强、中、弱的循环。

2.5 原理框图

三、家用电风扇设计

3. 1系统电路组成

1、触发脉冲电路；

2、抖动电路；

3、风速控制电路。

电路原理图如图所示

3. 2具体单元电路设计

3.2.1 触发脉冲电路

按键J2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，如图3.1所示

图3.1 脉冲触发电路

3.2.2抖动电路

抖动电路的加入是为了能够产生稳定的单次脉冲信号，为了消除抖动，本设计利用基本RS触发器进行消抖处理。电路如图3.1所示，开关J2在闭合瞬间产生多次抖动，使Ua、Ub 两点的点位发生跳变，这种抖动在电路中是不允许的，为了消除抖动，如图3.2所示，将Ua、Ub两点接入基本RS触发器的输入端，将触发器的输出作为开关状态的输出，这样就可以避免抖动现象，使输出成为稳定的单脉冲，其波形如图3.3所示，从波形中可以看出，如果从Q输出，得到的是正脉冲，如果从Q`输出，得到的是负脉冲。

图3.2 消抖电路

图3.3 波形图

3.2.3风速控制电路

电路中，采用74LS175和74LS00构成“风速”方式控制器。由74LS175中的三个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，由74LS175三个输出端Q1、Q2、Q3来控制风速的强、中、弱三种状态。同时为了简化设计，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。因此可以采用一片74LS175和一片74LS00芯片来实现这些功能。

图3.4 风速控制电路

由图3.4所示的风速状态转换图可得风速转换状态真值表，如图3-1所示

表 3-1 风速装换状态真值

11+n Q 卡诺图

1

2

+n Q 卡诺图

由上图求出1+n Q 表达式为

⎪⎩

⎪⎨⎧===+++n n n

n n n n Q Q Q Q Q Q Q 1120

1

1'0'110

由上述表达式可得如表2-2所示风速控制电路中电风扇的工作状态。ST 为电扇工作状态（ST=0停，ST=1运转）

表3-2 电风扇的工作状态表

驱动方程

选用D 触发器来实现电路，其驱动方程为

⎪⎩

⎪⎨⎧===n n

n n Q D Q D Q Q D 130

2'0'11 根据驱动方程设计出如图3.5所示电路图

图3.5风速控制电路