智能风扇.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse袆薁摘要:本文是设计家用电风扇控制逻辑电路,由三个按键分别控制风速、风种以及开关,并分别用发光二极管显示状态。为实现风速的循环控制,循环部由74LS08和74ls74组成以为计数器。从而实现了风速的循环控制。风种循环控制部分主要是通74LS00、74LS08芯片构成触发脉冲信号,再经过74LS151数据选择器进行风种选择。产生4秒和8秒的延时由555构成的多谐振荡完成。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。莈设计背景袇本设计在原来电风扇的基础上,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,对其各部分(风速控制、风种控制等)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。莄该设计知识主要来源于所学习的课本,并通过从图书馆,网上查找资料来完成此设计。莀设计目标蒇1、实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制,循环):芈使用一个“风速”键来进行风速控制,当风扇处于“停止”状态时,按下“风速”键,风扇启动,并处于“弱风”、“正常风”状态。风扇启动后,依次按下“风速”键,风速按照“弱→“中”→“强”→“弱”的方式进行变换。肆2、实现睡眠风、自然风、正常风三种风态(—个按钮控制,循环)使用一个“风种”键来控制风种选择。当风扇处于“停止”状态时,按下“风种”键不起作用。当风扇处于运转状态的时候,依次按下“风种”键,风种按照“正常风”→“睡眠风”→“自然风”→“正常风”的方式进行变换。莃3、停止功能的实现蒇使用一个“停止”键来控制风扇的停止功能。在风扇处于任一运转状态下都能通蒅过“停止”键停止风扇运转。薄4、LED显示状态膂使用六个发光二极管表示风扇的六种逻辑功能状态。薇实施计划袆我们可以利用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。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。芆用555计时器设计一个周期为四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两秒停两秒的功能,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四秒停四秒的功能。袁方案羁方案原理框图如图2-1所示。芇蚄风速选择电路羄输出电路肁风速选择蚈蒅蚃膁停机聿袃蒁风种形成电路膁风种选择电路膅风种选择薅芀芁脉冲信号发生电路薆上电复位肃芃图2-1方案一的原理框图莁本电路包括五部分电路。分别是:1、状态锁存电路,2、风速及风种选择电路,3、“风种”方式控制电路,4、“风速”控制电路,5、脉冲信号发生电路。羇各单元模块功能介绍及电路设计螅本设计总体包括四个模块,即“风速选择电路设计”、“风种选择电路设计”、“输出电路设计”、“脉冲信号输出电路设计”。肂蒀风速状态锁存的设计莈“风速”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表示工作状态无效,当三个输出全为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。膃风速状态锁存器的设计步骤如下:螁(1)、:“风速”状态转换图羅薀蚀羆(2)、,电路采用同步时钟K1控制。“风种”。风种信号和风速信号同时作用于异或门,由风种信号来选择输出的风速信号并作用于电机。。由555定时器组成的周期四秒的多谐振荡器产生脉冲信号来控制自然风和睡眠风下的电机转动。螈特殊器件的介绍薂本系统中主要使用了如下一些功能器件:74ls74D触发器、74ls151数据选择器、555电路。下面就这些器件的功能特点、主要参数和使用方法作相应说明。膀袀D触发器的介绍膈D触发器又称维持-阻塞边沿D触发器