家用电风扇控制逻辑电路
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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。
多功能无线电遥控电风扇电路图本例介绍的电风扇无线遥控调速器是采用4位遥控模块和一块风扇调速集成电路,它可将普通电风扇改造成无线电遥控多功能调速风扇。
工作原理电风扇无线遥控调速器的风扇接收部分电路原理图如图1所示。
发射部分是一个4位TWH9236匙扣式发射器,其A键用作风速(SPEED)调节、B键为风类(MODE)调节,C键为定时(TIME)设定,D键为关(OFF)。
图1中IC1是与TWH9236遥控发射器相对应的TWH9238接收模块,其A, B、C, D 4个引脚与发射器上A、B、C、D4个按键是一一对应的。
IC3是一块LC901电风扇调速专用集成电路,其1、巧、14和5脚分别为风速(SPEED)、风类(MODE)、定时(TIME)、关(OFF)控制设定端,低电平触发有效。
当1脚反复受到低电平触发,风速依次为强风(S)~中风(M)~弱风(L)一强风(S)~……,11脚为强风输出端S, 12脚为中风输出端M, 13脚为弱风输出端L,有效输出为高电平,分别触发驱动双向晶闸管VTH1一VTH3,使其导通,通过电抗器L使电风扇M获得不同的电压以实现调速的目的。
VL6V比分别为强风、中风、弱风指示灯。
当5脚受到低电平触发时,11一13脚均无输出,电风扇停转,芯片处于静止状态,即关机。
在关机状态时,1脚兼作起动端,可使电风扇起动运转。
15脚受到低电平触发,可使风类在正常风与自然风之间进行切换,VI5为风类指示灯,熄灭时为正常风,闪烁麦光时为自然风。
14脚反复受到低电平触发时,可使电路处于不定时-0 .5h- 1 h-2h-4h一不定时一……,7一10脚所接的VU 一VL4分别为4h、2h、lh、0 .5h定时显示指示灯。
由于TWH9238 (ICl )数据输出端有效输出为高电平,故通过反相器反相将其转换为低电平,以分别触发IC3的1、15、14和5,所以通过遥控发射机A一D4个按键就能方便地控制电风扇的风速、风类、定时及关机。
家用电风扇控制逻辑电路设计
1.按键开关控制
首先,我们需要设计一个按键开关控制电路,使用户可以通过按键来控制电风扇的开关。
这个电路可以使用比较器和多个按键开关组成,比较器用来检测按键开关是否被按下,按键开关用来控制电流的流动。
当按键开关被按下时,比较器输出高电平,电流流动,电风扇开启;当按键开关松开时,比较器输出低电平,电流停止,电风扇关闭。
2.风速控制
接下来,我们需要设计一个风速控制电路,使用户可以通过按键来控制电风扇的风速。
这个电路可以使用多个比较器和多个按键开关组成,每个按键开关对应一个比较器,比较器用来检测按键开关是否被按下,按键开关用来控制电流的流动。
当一些按键开关被按下时,相应的比较器输出高电平,电流流动,电风扇进入对应的风速档位;当按键开关松开时,相应的比较器输出低电平,电流停止,电风扇停止。
3.定时控制
最后,我们需要设计一个定时控制电路,使用户可以通过按键来设置电风扇的工作时间。
这个电路可以使用计数器和按键开关组成,计数器用来计时,按键开关用来控制计数器的启动和停止。
当按键开关被按下时,计数器开始计时,同时电风扇开始工作;当计数器达到预设的时间时,计数器停止计时,同时电风扇停止工作。
总结:
通过以上三个电路的设计,可以实现家用电风扇的开关、风速和定时等功能。
这些电路可以通过逻辑门、比较器、计数器、按键开关等元件组成。
在实际设计中,还需要考虑电压、电流、功率等参数的选择,确保电路的可靠性和安全性。
此外,还可以添加温度传感器等功能,实现自动控制和保护。
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。
家用电风扇逻辑电路设计家用电风扇是一种常见的电器,它具有通风、降温等功能,广泛使用于家庭、办公室等场所。
本文将介绍家用电风扇的逻辑电路设计。
一、电路图电路图如下所示:二、电路说明1.主电源:连接市电的220V交流电源,通过L、N两根导线连接到插头。
2.主电源保险丝:主电源保险丝是电路保护措施之一,当电路过载或短路时,保险丝熔断,保护电路。
3.滑动开关:滑动开关是电风扇的控制开关,通过控制电路的通断来控制电风扇的工作与停止。
4.风扇马达:风扇马达是电风扇的核心部件之一,通过电路的控制,将电能转化为机械能,驱动叶片旋转,产生风力。
5.电容器:电容器是电路中的重要元器件之一,能存储电能,能够消除电路中的高频噪声,确保电路稳定运行。
6.电阻器:电阻器是制约电流的关键元件,其电阻值的大小能够影响电路的电流大小,从而影响整个电路的性能和稳定性。
7.LED灯:LED灯是家用电风扇的指示灯,其作用是提示电风扇的工作状态,方便用户使用。
三、电路工作原理当电风扇处于关机状态时,滑动开关处于OFF位置,此时电路中不存在通路,电风扇无法工作。
当用户需要使用电风扇时,将滑动开关拨动到ON位置,此时电路中产生通路,电能开始流动。
通过电源供给,电容器经过充电,产生电场。
将电路中的电阻器通过电容器放电,使电荷产生周期性的变化,进而驱动风扇马达旋转,送出冷风,降低室内温度。
同时,LED指示灯也随之亮起,提示用户电风扇正常工作。
四、电路特点1.本电路简单、明了,易于理解和维护。
2.电路中的元器件选用优良,可靠性高,电路运行稳定。
3.全自动控制,用户使用方便、快捷。
4.设计考虑到了电路的安全性、稳定性和高效性,满足用户对电风扇电路的要求。
五、结语通过了解家用电风扇逻辑电路设计,我们不仅可以掌握它的原理和工作方式,更能够在日常生活中使用电风扇时,了解其构造和安全用电,从而保障我们的生活质量和身体健康。
家用电风扇控制逻辑电路设计摘要电风扇是我国家庭中最为普及的家用电器之一,以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制,主要控制风速和风向。
然而随着电子技术的发展,目前的家用电风扇大多采用电子控制线路取代了原来的机械控制器,使电扇的功能更强,操作也更简便。
本文比较全面的设计出了家用电风扇的控制电路,它包括家用电风扇的风速、风种和定时几种状态的控制。
把家用电风扇控制方便、简单化,使人们在使用过程中能更好的对电风扇操作。
关键词:方式控制;触发脉冲;定时电路AbstractFan is one of the most popular household appliances in my family, and theformerly electric fans and floor former desktop fans are mainly mechanical contro l the wind speed and direction contro l. However, with thedevelopment of electronic technology, the home fanswithelectroniccontrol havecircuitedtoreplacemostof the original machinecontroller, sofans becomemore powerful,more convenient oper ation.Thisarticlecomparescomprehensively designthehomefansin thecontrolcircuit,whichincludesthehomefansof windspeed,the Species of the wind and timing of several kinds of state contro l. It madehome electric fan control easily and Simply, so that peoplecan usethe processon the fan operation better.Keyword: Modecontrol ; Trigger pulse; Timing circuit目录家用电风扇控制逻辑电路设计 .................................... - 1 -一绪论 . ....................... - 1 -二电风扇操作示意框图及功能简介............ - 1 -三电风扇单元电路设计及工作原理............ - 2 -(一)电风扇单元电路的设计 ................................ - 2 -1 触发脉冲的形成............................... -2 -2 触发脉冲电路 ................................ -3 -(二)电风扇单元电路的工作原理................ - 3 -1 风速的控制原理................................ - 3 -2 风种的控制原理................................ - 4 -3、电机运转控制原理 . ................... - 4 -4 停止电路原理分析............................... -5 -5 整体原理图 ................................... - 5 - 结论 ................................................ - 5 -四参考文献............................................ - 6 -附录 ................................................ - 7 -三种风速:弱、中、强;指示 上还有三个按键开关K1、K2、 0风速的弱、中、强对应电扇 ”位置是指电扇连续运行; 4秒的方式工作,表示模拟 8秒,间断8秒,产生轻柔 在产的家用电风扇控制逻辑电路设计1 绪论以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制,主要控制 风速和风向。
综述电风扇简称电扇,香港称为风扇,日本及韩国称为扇风机,是一种利用电动机驱动扇叶旋转,来达到使空气加速流通的家用电器,主要用于清凉解暑和流通空气。
在社会高度文明的今天,家用电风扇的使用变得极为普通平常。
但是随着近年来,人们生活水平的提高,对家用电风扇的质量要求也越来越高。
以前单一的只能控制风速和定时的电风扇已经不能够满足人们的需求,这就要求要出现一种功能更全,操作更方便的电风扇来取代以前的老式机电风扇。
目前市场上流行的最先进的是定位于空调和风扇之间的空调扇,它以水为介质,利用物质的相变吸热规律及水的蒸发潜能原理工作,可送出低于室温的冷风,而内置的常规电热源可送出温暖湿润的风。
本设计仅从电路硬件出发,用数字逻辑电路来完成设计。
它较之以前的电扇有可靠性高,反映速度快,控制更方便的优点。
本设计在机电电风扇的基础上,增加了自动控制风速和风种,并对其控制功能进行了新的设计,使其操作更为方便,从而普遍满足人们的需要。
在本设计中,我们主要通过从数字电路中学习到的知识,对电风扇的风速控制、风种控制等部分的电路进行数字逻辑设计,然后进行电路组装,形成一个完整的电风扇的控制电路。
1电风扇本章主要介绍电风扇的一些基本知识,包括电风扇的结构,分类及其他的一些基本概念。
进一步研究电风扇的基本工作原理,分析其工作过程。
1.1 电风扇的起源与发展电风扇简称电扇,香港称为风扇,日本及韩国称为扇风机,是一种利用电动机驱动扇叶旋转,来达到使空气加速流通的家用电器,主要用于清凉解暑和流通空气。
广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆等场所。
电扇主要由扇头、风叶、网罩和控制装置等部件组成。
扇头包括电动机、前后端盖和摇头送风机构等。
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欣喜,但得爬上梯子去上发条,很麻烦。
家用电风扇控制逻辑电路设计摘要电风扇是我国家庭中最为普及的家用电器之一,以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制,主要控制风速和风向。
然而随着电子技术的发展,目前的家用电风扇大多采用电子控制线路取代了原来的机械控制器,使电扇的功能更强,操作也更简便。
本文比较全面的设计出了家用电风扇的控制电路,它包括家用电风扇的风速、风种和定时几种状态的控制。
把家用电风扇控制方便、简单化,使人们在使用过程中能更好的对电风扇操作。
关键词:方式控制;触发脉冲;定时电路AbstractF a n i s o n e o f t h e m o s t p o p u l a r h o u s e h o l d a p p l i a n c e s i n m y f a m i l y, a n d t h e f o r m e r l y e l e c t r i c f a n s a n d f l o o r f o r m e r d e s k t o p f a n s a rem a i n l y m e c h a n i c a l c o n t ro l t h e w i n d s p e e d a n d d i re c t i o n c o n t ro l.H o w e v e r,w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f e l e c t ro n i c t e c h n o l o g y,t h e h o m ef a n s w i t h e l e c t ro n i c c o n t ro l h a v e c i rc u i t e d t o re p l a c e m o s t o f t h eo r i g i n a l m a c h i n e c o n t ro l l e r,s o f a n s b e c o m e m o re p o w e r f u l,m o rec o n v e n i e n t o p e r a t i o n.T h i s a r t i c l e c o m p a re s c o m p re h e n s i v e l y d e s i g n t h e h o m e f a n s i nt h e c o n t ro l c i rc u i t,w h i c h i n c l u d e s t h e h o m e f a n s o f w i n d s p e e d,t h eS p e c i e s o f t h e w i n d a n d t i m i n g o f s e v e r a l k i n d s o f s t a t e c o n t ro l.I tm a d e h o m e e l e c t r i c f a n c o n t ro l e a s i l y a n d S i m p l y,s o t h a t p e o p l e c a n u s e t h e p ro c e s s o n t h e f a n o p e r a t i o n b e t t e r.K e y w o r d:M o d e c o n t ro l;Tr i g g e r p u l s e;Ti m i n g c i rc u i t目录家用电风扇控制逻辑电路设计 (1)一绪论 (1)二电风扇操作示意框图及功能简介 (1)三电风扇单元电路设计及工作原理 (2)(一)电风扇单元电路的设计 (2)1触发脉冲的形成 (2)2触发脉冲电路 ............................错误!未定义书签。
数字电路课程设计题目名称:家用电风扇控制逻辑电路设计摘要随着经济的发展,电风扇已是必不可少的家用电器。
它经济、简便、实用,是每个人家里可以负担起的电器。
并且随着科技的发展,电风扇的功能越来越完善,人们也更加注重电风扇的智能化、人性化。
许多厂家在制做风扇是运用了集成芯片构成数字电路或者单片机技术,使电风扇的电路更加简单。
本次电工学设计实验就是运用了我们所学的数字电路的知识,来实现家用电风扇控制逻辑电路设计。
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。
家用电风扇控制逻辑电路分为三大模块:第一个模块是风速、风种的循环控制电路,利用74ls175、74ls08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;第二个模块是风种实现电路,利用555发生器产生周期为8s的方波,并且利用74ls175构成二分频电路形成周期为16s的方波,再利用74ls151芯片选择风种的输出。
第三个模块是按钮控制电路,利用按钮来给芯片脉冲,实现风速、风种的选择,并且可以实现关机的功能。
本课题基本实现了三个模块的功能,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。
虽然此次设计的电路较为简单,但它的成本较低,并且经济、实用而且风种、风种的选择体现了它的人性化,相信在市场有一定的潜力。
关键字:电风扇循环控制74ls175 74LS151 74LS00 74LS08 LED目录前言························································第一章设计要求···········································1.1设计要求············································第二章设计方案分解·······························2.1状态锁存器·································2.2触发脉冲的形成·································2.3电机转速控制端·································第三章实验电路·············································3.1 实验电路·············································第四章实验电路简要说明···········································4.1、状态锁存器电路················································4.2、触发脉冲电路····································4.3、“风种”三种方式的控制电路····································第五章设计心得··················································参考文献····················································附录一电路总图············································附录二元件清单············································前言图为电扇操作面板示意图。
目录一、设计目的 (1)二、设计要求 (1)三、总体设计原理与内容 (2)四、EDA设计及仿真 (3)1、电风扇控制逻辑电路设计源程序 (3)2、电风扇控制逻辑电路设计仿真结果及数据分析 (6)五、硬件实现 (7)1、硬件引脚锁定及步骤 (7)2、硬件实现照片 (8)六、设计总结 (10)参考文献 (12)一、设计目的通过对FPGA(现场可编程门阵列)芯片的设计实践,使学生掌握一般的PLD(可编程逻辑器件)的设计过程、设计要求、设计内容、设计方法,能根据用户的要求及工艺需要进行电子芯片设计并制定有关技术文件。
培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力,受到一次电子设计自动化方面的基本训练。
培养学生利用EDA技术知识,解决电子设计自动化中常见实际问题的能力,使学生积累实际EDA编程。
通过本课程设计的学习,学生将复习所学的专业知识,使课堂学习的理论知识应用于实践,通过本课程设计的实践使学生具有一定的实践操作能力。
二、设计要求1.以EDA技术的基本理论为指导,将设计实验分为基本功能电路和较复杂的电子系统两个层次,要求利用数字电路或者EDA方法去设计并完成特定功能的电子电路的仿真、软硬件调试;2.熟悉掌握常用仿真开发软件,比如: Quartus II或Xilinx ISE的使用方法。
3.能熟练运用上述开发软件设计并仿真电路并下载到FPGA中进行调试;4.学会用EDA技术实现数字电子器件组成复杂系统的方法;学习电子系统电路的安装调试技术。
5.用EDA技术实现电风扇控制器的控制功能,具体要求如下:(1)用三个按键来实现。
“风速”、“风种”、“停止”的不同选择。
(2)用六个发光二报管分别表示“风速”(强、中、弱)、“风种”(睡眠、自然、正常)的三种状态。
(3)电扇在停转状态时,只有按“风速”键才有效.按其余两键不响应。
电风扇启动后,再按动“风速”键可循环选择弱、中或强三种状态中的任一种状态,“风速”的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快;按动“风种”键可循环选择正常、自然或睡眠三种状态的某—种状态。
课程设计说明书课程设计名称:数字逻辑课程设计课程设计题目:家用电风扇控制逻辑电路设计学院名称:信息工程学院专业:计算机科学与技术班级:120452班学号: 12045217 姓名:刘信评分:教师:张华南叶蓁20 14 年 6 月 11 日数字逻辑课程设计任务书20 13 -20 14 学年第二学期第 15 周- 16 周题目家用电风扇控制逻辑电路设计内容及要求1、现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制,循环)。
2、风、自然风。
正常风三种风态(—个按钮控制,循环)。
3、LED灯显示。
提高要求1、按键提示音。
2、定时关机功能(以小时为单位)。
进度安排:1、根据任务要求,查阅相关资料,完成设计的前期工作;(两天)2、根据资料,进行方案设计并对比论证,完成参数计算;(三天)3、库房领取元器件,联接电路,完成电路调试;(五天)4、检查完毕后,撰写实验报告。
学生姓名:刘信指导时间2014年6月3日至2014年6月6日指导地点:综合楼中509室任务下达2014 年 5 月 26日任务完成2014 年 6 月 6日考核方式1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作√4.其它□指导教师张华南叶蓁系(部)主任康密军摘要目前,电风扇已经成了普通百姓解暑必备家用电器。
电风扇核心部分是控制部分,具有一个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,而本文所描述的家用电风扇控制逻辑设计不仅能提供更人性化服务,而且它取代了过去的机械控制,使用方便。
它的设计理论可以针对不同需要就行修改,比如说家用电视机,但最典型的还是用于控制家用电风扇的工作状态。
本设计采用数字电子技术并用小规模集成电路实现,整个系统由脉冲触发电路、状态锁存电路、风态控制电路、定时电路等几大部分,用三个开关控制风速、风态及定时状态的循环,并分别用三个二极管作为状态指示灯,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4D触发器74LS175实现。
如有你有帮助,请购买下载,谢谢!四川理工学院毕业设计(论文)题目:家用电风扇控制逻辑电路设计系别:电子与信息工程系专业班级:电子2班学生姓名:黄雪普指导教师:(校内)伍乾永教研室:电子教研室提交时间:2006年6月8日摘要本文比较全面的设计出了家用电风扇的控制电路,它包括家用电风扇的风速、风种和定时几种状态的控制。
把家用电风扇控制方便、简单化,使人们在使用过程中能更好的对电风扇操作。
关键词:状态锁存;方式控制;触发脉冲;定时电路ABSTRACTThe article designs the control circuit of the home electric fan more comprehensivly,control of several kinds of states that it includes the wind speed,wind kind and timing of the home electric fan. It is convenient and making simple to control the home electric fan. Enable people to operate the home electric fan better in the course of using.KEY WORDS: The state latching ; Logic control ;Trigger pulse; Timing circuit目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章引言 (4)第2章系统的基本要求和原理 (5)第3章单元电路设计 (7)3.1状态锁存器 (7) (7)113.2触发脉冲形成电路 (17)3.3方式控制电路 (20)3.3.2定时控制电路 (22)第4章 整机电路 (24)第5章 结束语 (25)致 谢 (26)参考文献 (27)第1章 引 言在社会高度文明的今天,家用电风扇的使用变得极为普通平常。
成绩课程设计说明书(论文)题目:家用电风扇控制逻辑电路设计课程名称:数字电子技术学院:电子信息与电气工程学院学生姓名:学号:专业班级:指导教师:***2014年6月6日课程设计任务书(家用电风扇控制逻辑电路设计)摘要:设计了一个家用电风扇控制逻辑电路设计电路,该电路可以按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能。
该电路主要由四线按键,74ls00,74ls175,74ls138,leD灯,电阻构成,其中脉冲信号产生电路用四线按键器件实现而灯的选择用74ls175,74ls138实现。
经Multisim仿真测试,该电路可以实现按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能。
利用Altium Designer软件对电路进行了原理图设计和PCB设计,并对电路进行了安装和调试。
关键词:电风扇控制;74ls00,74ls175,74ls138;电路仿真;PCB设计目录1. 设计背景 (1)2. 设计方案 (1)3. 方案实施 (1)3.1准备 (1)3.2用Multisim进行仿真 (3)3.3 PCB板的制作及要求 (3)3.4制作实体电路板 (5)4. 结果与结论 (6)5. 收获与致谢 (6)6. 参考文献 (7)7. 附件 (7)1. 设计背景数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。
555定时器等。
随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。
为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
自20世纪70年代开始,这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。
2. 设计方案一,了解各元件的功能,掌握Multisim和Altium Designer软件的使用;二,为实现按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能,用Multisim 进行仿真;三,根据仿真,用Altium Designer软件设计原理图,并导入PCB中;四,用电烙铁焊接板子,并进行调试,检查效果。
四川理工学院毕业设计(论文)家用电风扇控制逻辑电路设计题目:系别:电子与信息工程系专业班级:电子2班学生姓名:黄雪普指导教师:(校内)伍乾永教研室:电子教研室提交时间:2006年6月8日摘要本文比较全面的设计出了家用电风扇的控制电路,它包括家用电风扇的风速、风种和定时几种状态的控制。
把家用电风扇控制方便、简单化,使人们在使用过程中能更好的对电风扇操作。
关键词:状态锁存;方式控制;触发脉冲;定时电路ABSTRACTThe article designs the control circuit of the home electric fan more comprehensivly,control of several kinds of states that it includes the wind speed,wind kind and timing of the home electric fan. It is convenient and making simple to control the home electric fan. Enable people to operate the home electric fan better in the course of using.KEY WORDS: The state latching ; Logic control ;Trigger pulse; Timing circuit目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章引言 (4)第2章系统的基本要求和原理 (5)第3章单元电路设计 (7)3.1状态锁存器 (7)3.1.1风速状态锁存的设计 (7)3.1.2风种状态锁存器设计 (11)3.1.3时间状态储存器的设计 (14)3.2触发脉冲形成电路 (17)3.3方式控制电路 (20)3.3.1“风种”方式控制电路 (20)3.3.2 定时控制电路 (22)第4章整机电路 (24)第5章结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章引言在社会高度文明的今天,家用电风扇的使用变得极为普通平常。
一、概述现在各个家庭所有的电风扇大多的是采用电子控制线路作为控制器,取代了过去的机械控制器,这使得电扇的功能更强,操作也更为简便。
图1为电扇操作面板示意图。
弱风中风强风正常风自然风睡眠风风速开关风速选择风种选择停机图1 电扇操作面板示意图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。
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2秒,间断2秒的方式;在“睡眠”位置,是产生轻柔的微风,电扇运转4秒,间断4秒的方式。
电扇操作状态的状态转换图如图2所示:图2 电扇操作状态转换图二、方案论证设计一个家用电扇控制电路,该控制电路具有控制风速选择和运行模式选择等功能。
其原理框图如图3所示。
图3 家用电扇控制电路原理框图“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风速选择停机风种选择风速选择电路 风种选择电路 输出电路 风种形成电路 脉冲信号发生电路上电复位停止的功能,简化后的状态转化图如图4所示。
图4 电扇简化操作状态转换图可由带异步清零端的D触发器74LS74实现。
我们可以利用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。
555电风扇综合控制器电路图如图所示为电扇综合控制电路。
该电路由降压整流电路、调速控制电路、定时电路、间隙开关电路、可控硅控制电路等组成。
其中降压整流电路为整个控制器提供直流电压。
调速控制电路由IC1(555)和BG1~BG4等组成,其中由555和R3、R4、W1、C3等组成的可控式多谐振荡器的振荡周期为T=0.693(R3+R4+Rw1)C3,调节W1只可改变其振荡脉冲的占空比,而不影响其振荡频率。
对由BG3、D3、D4组成的与逻辑驱动电路,当IC1、IC2均相应输出高电平时,BG4则输出一组连续的过零脉冲,触发可控硅SCR导通,使电扇或其他被控电路的电源接通。
调节W1控制其占空比。
就可控制SCR输出的周波数比,从而调节输出平均电压或调节输出功率。
输出的平均电压为:Vcp≈D·Vin=(R3+Rw1)/(R4+r3+Rw1)·220V,调节W1可使输出电压为交流(22~210)V,负载功率从10%变化到100%。
定时电路由多谐振荡器(IC2、R11、W2、C5)和IC3(CD4024)构成。
其中CD4024为7位二进制串行计数器/分频器,振荡器的振荡周期为T=0.693(R11+2Rw2)C5。
由IC2⑤脚输出的信号加至IC3进行计数,当计数至27=128个脉冲(Q7输出)时,D端变为高电平,BG5导通,E点呈低电平,将IC1和IC2振荡部分锁定,相应SCR截止,定时结束。
本控制器的定时时间td在1分钟至10小时40分钟。
间隙开关电路由IC2的另一半与R12、C6组成的单稳定时电路构成,其输出的信号(⑨脚)经D4后与IC1的输出相与,控制SCR的导通与否,从而实现间歇吹风的功能。
本控制器可实现无级定时和无级调速,在对电扇、电热类、电机类产品进行控制时,不仅不消耗无功功率,且定时时间长,定时精度高。
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:1.2.1 风速控制功能模块利用八选一数据选择器74LS175作为“风速”控制器,分别由三个不同电阻值来控制选择强、中、弱三种风速。
由555单稳态定时电路控制风速所需要的工作时间。
按键开关K1 控制风速的三种状态,1.2.2 风种控制功能模块利用八选一数据选择器74LS175作为“风种”控制器,地址输入端A、B、C分别输入由“风种”状态锁存电路中74LS175输出的“正常风”、“自然风”、“睡眠风”三种状态信号。
“自然风”可用555多谐振荡电路产生,再经过二分频后可产生睡眠风。
只要将三种风态输入74LS175相应的数据通道,就可根据输入信号选择出相应风态。
1.2.3 555定时功能模块用555单稳态电路课实现定时关机功能,只需根据不同定时需求设置不同的参数,定时信号再经过定时控制部分电路传送给风速控制电路。
1.2.4 按键反馈功能模块由于用开关做脉冲发生电路时,容易有抖动使得原本独立工作的风速风态控制会相互干扰,两者状态相互影响且不稳定。
用消抖的单脉冲发生电路或者秒脉冲电路就可以克服困难。
当很多信号输入后在短时间内可能不易表现出,或者当一些指示灯损坏后不能看到直观效果,就很难判断是否输入了有用信号,所以就需要一个按键反馈电路,对每一次的按键操作进行提示。
1.3 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1-3 所示。
图 1-2 电风扇工作原理图第二章电路设计家用电风扇控制逻辑设计原理电路图有些复杂繁琐,必须将其分为以下几个模块单元进行设计,不仅降低设计难度,而且便于调试,单元电路设计如下:2.1风速状态锁存电路风速、风种(Q2Q1Q0)状态图见图1-3所示:图1-3 风速、风种状态图写出真值表后画出卡诺图,得出次态方程和D触发器实现电路的驱动方程。
2.2风种状态控制电路自然风是运转4秒停止4秒,可设计一个555多谐振荡产生一个周期近似约8秒的方波,再经过二分频后又可以得到一个周期近似16秒的方波,可实现睡眠风。
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。
参考电路中,采用74LS175 (8 选1 数据选择器)作为“风种”方式控制器,由74LS175 的三个输出端选中其中的一种方式。
间断工作时,电路中用了一个秒脉冲的时钟信号来作为“自然”方式的间断控制,二分频后再作为“睡眠”方式的控制输入,如图2-4所示波形。
图1-4“风种”三种工作方式波形由于风态有三个,所以可用一个具有三个地址选择端的八选一数据选择器来实现。
地址端A、B、C按二进制译码,从8个输入数据D0~D7中,选择一个需要的数据送到输出端Q,G为使能端,低电平有效电容C 的充电路径为Ucc→R1→D2→C→地,因而T1=0.7R1C 电容 C 的放电路径为C→D1→R2→放电管V1→地,因而T2=0.7R1C振荡器周期为:T=T1+T2=0.7(R1+R2)C占空比为:D=T1/T=R1/(R1+R2)为产生占空比为1/2、周期为1 秒的时钟信号,可取C=10uf,取R1=R2=T/(0.7*2*C)≈72KΩ。
图 1-5 风种控制电路图2.3 单稳态定时电路单稳态电路的加入是为了使家用电风扇有定时功能,增加家用电风扇的人性化。
而定时时间的长短是由电阻R 及电容C 决定的。
时间T=1.1RC。
本次设计选择的电阻阻值为50K,电容为100uF。
定时时间为T=1.1*5*1=5.5s。
图 1-6 定时电路图2.4按键反馈电路反馈电路必须在电路工作正常下才起作用,当总开关闭合时状态锁存电路74ls175清零端接高电平时,操作K1、K2、K3它才会有提示。
第四章调试电路焊接三天完后,就进行功能测试,将PCB板接上电源后,发现不能实现该功能,明显是电路中出现问题,借助万能表和稳压器,经过不断的检查和调试,不厌其烦的咨询同学和老师,慢慢地将电路改进,才勉强完成任务。
在本次测试中,主要出现了以下几个问题:⑴按键开关K1 控制风速的三种状态,当按下开关K3清零键后,再按下“风速”K1键,其中LED灯亮了,再依次按“风速”键K1可循环中、强两种风速之一,lED灯也依次亮了,说明风速那部分正常,风速那模块基本成功。
⑵再按下清零键后,再按下开关K2 控制风种的三种状态,依次按“风态”键K2可循环选择正常风、自然风、睡眠风三种风态之一。
但是当下第二次键时,灯不亮了,更不能观察是否是工作4s停顿4s,先检查电路是否焊接错误,然后再用万用表测电流电压是否正常,采用一小部分方法来检查调试。
芯片正常,也许是焊接电路时飞线太多,导线与别的焊点接触时易导致部分电路短路。
我们抓住了问题的实质,既然开关是为了给电路提供秒脉冲信号。