最新家用风扇控制器

家用风扇控制器

设计内容与设计要求

一任务与要求：

1、设计并制作一个家用风扇控制器。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。

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、处于工作状态时，有：

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；

风速的强、弱、中对应电扇的转动由慢到快；

4、风种

正常：电扇连续运转；

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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；

5、按照风速与风种的设置输出相应的控制信号；

二、设计要求：

1、设计思路清晰，给出整体设计框图；

2、设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；

3、总电路设计；

4、计算机仿真

5、安装调试电路；

6、写出设计报告；

主要设计条件

1.提供直流稳压电源、示波器；

2.提供 TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导

线等

目录

1总体设计： (2)

1.1基本原理： (3)

2总电路设计 (8)

3安装调试 (9)

3.1风速 (9)

3.2风种 (9)

3.3开机 (10)

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3.4停机 (11)

4故障分析与电路改进 (11)

5总结 (12)

6设计调试体会 (12)

7参考文献 (14)

1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。

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1.1 基本原理：

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。除利用了中断资源，还利用了的555计数/定时器，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。

图1 电扇操作面板

在面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。

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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。

4．“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。

图2 家用电扇控制电路原理框图

5．“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，因而对于每种操作都可以采用三个触发器来锁存状态，触发器输出1表示工作状态有效，0表示无效，当三个输出为全0则表示停止状态。为了简化设计，可以考虑采用带有直接清零端的触发器，这样将停止键与清零端相连就可以实现停止的功能。

6．可以利用D 触发器建立起“风速”及“风种”锁存状态电路，但这两部分电路的输出信号状态的变化还有赖于各自的触发脉冲。在“风速”部分的电路中，可以利用“风速”按键所产生的脉冲信号作为D 触发

器的触发脉冲。而“风种”部分电路的触发脉冲CP则是由“风速”、“风种”按键的信号和电扇工作状态信号（设ST为电扇工作状态，ST=0停，ST=1运转）三者组合而成的。当电扇处于停止状态（ST=0）时，按风种键无效，CP信号将保持低电平；只有按风速键后，CP信号才会变成高电平，电扇也同时进入运转状态（ST=1）。进入运转状态后，CP信号不再受风速键的控制，而是由风种键所控制。

7．其中风速键和风种键采用常闭式微动开关，按动一下，产生一个时钟单脉冲。停机键为常开式微动开关，按一下可产生一个低电平脉冲信号，作用于D触发器的异步清零端，使异步清零端工作，是所有触发器清零，实现停机功能。由于实验器材的缺少，风种选择功能按钮由一个时钟脉冲代替。

8．图3中的3个触发器及门电路构成了风种选择电路，其输出作为数据选择器74LS151风种数据选择代码，在74LS151的输出端获得所需的风种信号。

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图3 风种选择电路

9．图4中的3个触发器及门电路构成了风速选择电路，其输出数据作用于电机来控制电机的转动方式。

图4 风速选择电路

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10．用555计时器设计一个周期为8秒的多谐振荡器产生时钟脉冲，通过数据选择器作用于电机来实现自然风的转4秒停4秒的功能，将时钟信号接到一个由D触发器构成的二分频电路上，由于脉冲信号一个周期内只有一个上升沿，所以二分频电路能将输入的脉冲信号的周期放大一倍，再通过数据选择器作用于电机来实现睡眠风转8秒停8秒的功能。

11．上电复位电路通过在接通电源后的一个很短的时间内对D触发器的异步清零端施加一个低电平脉冲使其先清零，然后低电平脉冲消失使电路能正常工作，采用的方法是用一个由555定时器组成的单稳态触发器和一个继电器实现，单稳态触发器开始输出一小段低电平，在这段时间内继电器导通低电平作用于D触发器的异步清零端使D触发器清零，之后高电平来后继电器截止，之后不再导通，使电路能够正常工作，由于这个低电平作用时间很短，所以在实际应用中不会造成影响。

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