数字电子技术课程设计---家用电风扇控制逻辑电路设计

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1、家用电风扇控制逻辑电路设计家用电风扇控制逻辑电路设计 一、一、 设计思想设计思想 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 1.1 为电扇操作面板 示意图。 图图 1.1 为电扇操作面板示意图为电扇操作面板示意图 在面板上有六个 LED 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

2、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。 “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。 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、为了使设计更加人性化，可附加一个 K4 定时按钮 二、系统的组成及工作原理二、系统的组成及工作原理 2.2.1 1、系统的组成、系统的组成 本系统主要由脉冲触发电路、

3、状态锁存电路、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。 2、状态锁存电路 “风速”、“风种”两组状态锁存电路均用1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、风种脉冲控制

4、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、输出电路 输出电路由风速锁存电路和选择后的风种脉冲电路共同控制， 其输出端接在 其对应的点击控制端。由此控制电机的转速、类型。 2.22.2、工作原理、工作原理 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，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