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课程设计课程名称课题名称13目录1@录42需求分*斤51.1基本功能需求分析51.2扩展功能需求分析53系统设计62.1系统逻辑结构设计62.2风速状态锁存的设计2.3风种状态锁存器设计2.4时间状态锁存器的设计82.5触发脉冲形成电路92.6风速、定时电路的脉冲电路102.7风种模式的实现104系统实5W113.1系统测试113.2系统最终电路图1241需求分析1.1基本功能需求分析课程要求家用电风扇控制电路可实现“风速”，“风种”和“停机”三个由不同按键控制的功能。传统的电风扇采用机械控制的方式控制其转动方式，但随着电子技术和控制技术的发展，通过电子控制可

2、实现家用电风扇更加快捷方便的控制,同时也有助于电风扇的多功能化。随着社会的发展，单一转速，单一风种的电风扇已经不能满足各类用户的需求，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，本设计从电路硬件出发，用数字逻辑电路来完成设计，最终实现电风扇多风速、多风种的功能控制。最终我们可实现风速模式为“弱”“屮”“强”，风种可选择“正常”“自然”“睡眠”的家用电风扇基本功能控制电路。1.2扩展功能需求分析在实际设计中，我们扩展了定时功能，以及按键反馈功能，既扩大了电风扇的使用功能，又使具备上述功能的电风扇更加方便使用。定时功能：实际生活屮，很多情况下都要对电风扇进行定时

3、设置，比如在炎热的夏季，晚上睡觉时可能会觉得闷热需要开风扇，但是如果一晚上都开着风扇可能会吹感冒，也浪费电力资源，在这类情况下，实现定时就显得尤为重要了，并且，实现多时段的定时功能也是很重要的。按键反馈：一个高品质的系统，对输入它的控制信号需要进行提示响应，因为冇很多信号输入后在短时间内很难表现出来，或者当一些状态指示灯损坏后，按动一次按键是否输入Y信号是很难判断的，所以需要对有效地脉冲，控制信号进行捉示与响应，即按键反馈。多种方式的按键反馈5功能可以使用户更加方便的使用电风扇，同时也可满足特殊用户群体的需求。综上，我们最终将实现拓展功能定时和按键反馈。定时分为“不定时”“1小时”“2

4、小时”“4小时”四个状态，按键反馈分为指示灯反馈，蜂鸣器反馈两种方式。2系统设计2.1系统逻辑结构设计本设计中，家用电风扇控制逻辑电路在控制电风扇的工作方式时，主要依靠风速，风种，定时三个状态的改变来完成，而这三种状态均需要状态锁存器来保存其变化状态，再通过输入脉冲来改变它的状态。对于三个状态，各用一个状态锁存器来保存相应的变化状态，下面我们将系统的对三个状态进行逻辑设计。2.2风速状态锁存的设计“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

5、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。风速状态锁存器的设计步骤如下：6(1)、状态图见图2.1所示：(2)用D触发器实现风速状态锁存器的原理性逻辑图如图2.3所示，电路采用同步时钟CP控制。2.3风种状态锁存器设计“风种”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，当三个输出全为0,则表示停止状态。由此，可以7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功能。风种状态锁存器设计步骤与2.1.1—致：(1)、状态图见图

6、2.4所示：(2)、用D触发器实现风种状态锁存器的原理性逻辑图如图2.6所示,电路采用同步时钟CP控制。2.4时间状态锁存器的设计定时器也有三个工作状态，分别是1小时、2小时、4小时，以及一种停止指示状态，因而对于每种操作都可以采用三个触发器來锁存状态,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淸零端的触发器，这样8将“停止”键与清零端相连就可以实现停止的功能。(1)、定吋器状态转换图如图2.7所示：(2)、用D触发器实现风种状态锁存器的原理性逻辑图如图2.9所示，电路采用同步时钟CP控制。图2.9定时状态锁存器原理电路

7、2.5触发脉冲形成电路前述三部分锁存电路的输出信号状态的变化依赖于各自的触发脉冲。设K按下为“1”，不按为“0”。在“风速”状态的锁存电路屮，可以利用“风速”按键K1所产生的脉冲信号作为D触发器的触发脉冲。在“定时”状态的锁存电路中，可以利用“定时”按键K3所产生的脉冲信号做为D的触发脉冲。而“风种”状态锁存器的触发脉冲CP则应由“风速”K1、“风种”K2按键的信号和电扇工作状态信号（设ST为电扇工作状态，ST=O停，ST=19运转）三者组合而