家用电风扇逻辑控制电路设计 毕业论文

关键字：电风扇循环控制741s175LEDhouseholdappliancesAndwiththeuseofchiptorealizethreestates前言 第一章设计内容及要求 1.1设计内容 51.2设计要求 1.3主要参考器件 第二章系统组成及工作原理 2.1系统组成 2.2.1状态锁存电路 2.2.2触发脉冲电路 2.2.3风种控制电路 第三章总体电路设计 3.1系统设计 3.2方案的修改 3.3电路工作原理 3.4单元电路设计 3.4.1状态锁存电路 3.4.2脉冲触发电路 3.4.3风种控制电路 3.4.4电路的输出 第四章仿真性能测试 4.1风种、风速的选择电路 4.2脉冲触发电路 5.1调试仪器 5.2调试过程 5.3结果分析 第六章结论 人们对家用电器的要求也随着社会的发展越来越高。人们希望家用电器能够实现智性化的设计就显得更为重要。家用电风扇控制逻辑电路设计就是针对这一问题而研究设计的本次试验设计的家用电风扇控制逻辑电路中包含了状并且实现状态循环；第二个开关控制风种，风风；睡眠风时电机转动8s、停止8s,产生轻柔的微风。开关也可以控制风种状态此次设计的家用电风扇电路体现人性化得一面，并且充分的利用了数字电路的第一章设计内容及要求1.2设计要求1.3主要参考器件第二章系统组成及工作原理当风扇处于停止状态时，按下控制"风速"的按钮时使表示三种风速的发光二极管发光以显示不同的风速状态，而按下控制“风种”的按钮时可以使表示三种风种的发光二极管发光以显示不同的风种状态。风种分为睡眠风、自然风、正常风。正常风为持久的风；自然风为转动4s停止4s的阵风；睡眠风为转动8s停止8s的微风。而风种的输出可以用数据选择器选择输出，再使用555发生器产生方波脉冲实现自此部分可以用4D触发器741s175芯片构成“风速"、"风种”两种状态的锁存电路，然后两片741s175的三个状态输出端各连接三种颜色发光二极管，并且可以利用芯在"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，LS的CP端加入一个周期时钟信号作为“自然”端的间断控制，二眠"方式的控制输入。第三章总体电路设计设计的家用电风扇具有控制风速选择和运行模式选择等功能，它的系统框图：弱弱停止风速停止风种正常风速风种图3-2风扇状态图方案一：根据基本要求设计出简单的初步电路：电路中状态锁存电路由741s175与作为"风种"方式控制器，由74LS175三个输出端与741s151的地址端连接后选中其中的一种方式输出。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。其中周期时在方案一的基础上做了一些修改：增加了一个常闭开控制741s175芯片的清零端实现停机的功能；在风速、风种开关连接使用了与门与非门改进了风速和风种的逻辑关系；在所有开关后加了一电阻并与地相连确保了不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"一弱，"风种"一正常位置，且相应的指示灯亮。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。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，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。可以使用三个D触发器来锁存状态，其中“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。同时为了简化电路，采用了带有清零端的4D触发器741s175,可以使用开关控制清零端以便实现停机功能。设计原理为当触发器输出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，风扇风速、风种的简单状态转移如图3-3所示。强强图3-3风扇风速、风种的简单状态转移图根据图3-3状态转换图，可得到QZ、Q、的状态表(表3-1),“风速”及“风种”电路都满足状态表3-1所示表3-1QZ、Q、的状态表1000000001010010100100001由表3-1可得QZ、a、的卡诺图如图3-4所示XX×1XX×110X110X100的卡诺图Q2Q10X01×XX10X01×XX01Q"的卡诺图↵圆图3-4由图3-4所示卡诺图可得QqiOZ的卡诺图Q2、Q1、00的卡诺图的表达式如下：QQ¹=由上述表达式可得状态所存电路中电风扇的工作状态如表3-2所示。S为电扇工作表3-2电扇工作状态表强(Q2)中(Q1)弱(Q0)S0000001101011001根据d表达式，使用两片7AS175芯片所设计状态所存部分R23600弱强脉冲图3-5风速状态锁存电路3.4.2脉冲触发电路锁存电路中741s175为4个D触发器构成，要使它能够进行000—001—010—100—001状态的变化，需要给它一定的脉冲信号。设计的电路中使用了J1、J2、J3三个芯片的CP端得脉冲，而J3是控制两个芯片的清零端。根据电路要求可以理解J1为家用电风扇电路中控制风速的开关与控制风种的开关具有一定的逻辑关系，需要与门741s08与非门741s00构成。当按下风速开关J1时具有风速后，风种选择电路才设计中判断电路是否有风速根据状态锁存电路中的风速锁存电路的三个状态Q来表示。当Q:Q2Q+=1时表示无风速，时表示QI"+'Q2"+'Q3"+1=O,再用一个非门输出。将输出与控制风种J2的开关用与门连接后再连接到风种锁存电路的741s175芯片的CP端。因此，电路可以实符合逻辑关系的脉冲触发开关电路如图3-6所示。3.4.3风种控制电路需要使用一个数据选择器选择风种的输出。设计中使用的是一个8选1的741s151将风种选择电路与风种脉冲电路相连接构成风种电路，总电路图如图3-7所示。图3-7风种电路将状态锁存电路、脉冲触发电路和风种控制电路有效的相连接后，需要有一个总的输出端。输出电路如图3-8所示。中信号前入77334545第四章仿真性能测试控制J1、J2开关，实现风种、风速的选择，仿真结果如下图(图中风速为弱风，风R6R83600图4-2停机状态图4-3正常风风种为自然风时周期为8s,仿真输出如下图。__图4-4自然风风种为睡眠风时周期为16s,仿真输出如下图。_图4-5睡眠风第五章家用电风扇系统调式5.1调试仪器示波器一台5.2调试过程5.3结果分析第六章结论其初始工作状态为"风速"一弱，"风种"一正常位置，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4秒，间断8秒的方式。综合各种因素来看，该方案所设计的电路比较经济实惠。虽