数字电子电路课程设计---家用电风扇控制逻辑电路

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1、1 综述 目前的台式电风扇和落地式电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， 目前的家用电扇大多采用电子控制电路取代了原来的机械控制器， 使电 风扇的功能更强，操作也更为简便，更趋于智能化，让人们体会到科学技术的发展给生活 带来的方便。随着科技及经济的不断发展，电子技术将应用到各个领域，为社会做出更大 的贡献，给人们的生活带来更多的方便之处。 2 2 电路设计框图及功能描述 目前， 人们家庭所有的电风扇正越来越多地采用电子控制线路来取代原来的机械控 制器，这使得电扇的功能更强，操作也更为简便。图 2.1 为电扇操作面板示意图。 图 2-1 操作面板示意图 在面板上

2、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。 “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，

3、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。电扇操作状态的所有变换过程如图 2.2 所示。 强 中 弱 K1 L1 L2 L3 睡眠 自然 正常 L4 L5 L6 K2 K3 停止 风种 风速 图 2-2 电扇操作状态变换过程 3 3 电路原理设计 3.1 状态锁存器 “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

4、， 这样将停止键与清零端相连 就可以实现停止的功能，简化后的状态转化图如图 1.3 所示。 图中横线下数字为 Q2、Q1、Q0 的输出信号。根据图 4.1 状态转化图，利用卡 诺图化简后，可得到 Q0、Q1、Q2 的输出信号逻辑表达式（它们可适用于“风速”及“风 “风速” 弱 睡眠 停止 正常 自然 强 中 “风速” “风速” “风速” “风速” “停止” “停 “停止” “风种” “风种” “风种” “停 “停 种”电路） ： 1 010 1 10 1 21 nnn nn nn QQQ QQ QQ 触发器可选用 4D 上升沿触发器 74LS175 构成。 （a）风速 （b）风种 图 3-1 电扇简化操作状态转换图 风速 Q2Q1Q 停止 000 强 100 弱 001 中 010 风种 Q2Q1Q0 停止 000 睡眠 100 正常 001 自然 010 3.2 触发脉冲的形成 根据前面的逻辑表达式，我们可以