课程设计：家用风扇控制器.doc

一、设计任务及要求： 设计任务： 设计直流稳压电源。 设计并制作一个能控制风速和风种的家用风扇控制器。 要 求： 风扇控制器具有上电自动清零功能，能控制风速的强、中、弱三种转速，风种的正常、自然风、睡眠风三种状态 ，并且风扇按开关键时可以开启风扇（初态为风速弱、风种正常），再按开关键时可停止。 画出电路总图。 组装和调试。 指导教师签名： 2010年6月21日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2010年 6 月 日 三、成绩 验收盖章 2010 年 6 月 日 家用风扇控制器 1 设计目的 （1）进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 （2）实现对指示灯的控制来模拟风扇控制器。 （3）进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法。 （4）进一步掌握数字系统的制作和布线方法。 （5）了解直流稳压电源的结构。 2 设计思路 （1）设计直流稳压电源电路。 （2）设计风种控制电路、风种处理电路。 （3）设计风速控制电路、风速处理电路。 3 设计过程 3.1、方案论证 图1家用风扇控制器总体结构框图 （1）其中总控中心负责提供显示电路的开关控制和状态转换电路的复位控制。 （2）风速状态转换电路和风种状态转换电路分别由开关控制，负责提供风速、风种状态转换。风速、风种状态控制过程都分为三个阶段，对应的输出有三种状态，分别用和表示： （00）状态：风速弱，LED灯1模拟以200HZ的频率闪烁。 （01）状态：风速为中，LED灯2模拟以500HZ的频率闪烁。 （10）状态：风速强，LED灯3模拟以1000HZ的频率闪烁。 （00）状态：风种正常，LED灯4持续亮。 （01）状态：风种为自然风——电扇模拟自然风，即转2s，停2s；LED灯5模拟亮2秒灭2秒。 （10）状态：风速强——风种睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，转4s，停4s， LED灯5模拟亮4秒灭4秒。 初始状态为：风速弱，风种正常；按“风速”键，其状态由“弱、中、强、弱、……”循环；按“风种”键，其状态由“正常、睡眠、自然、正常、……”循环。 （3）译码电路负责将前一级的状态编码进行译码，用来驱动下一级的脉冲产生电路。 （4）风速控制脉冲产生电路和风种控制脉冲产生电路，负责产生如（2）所述的脉冲波形用来驱动后一级的显示电路。 （5）显示电路负责显示和模拟风扇的控制结果。 3.2、芯片选取及芯片功能分析 图2 74LS74 图2所示为芯片74LS74，74LS74是一片具有双D触发器的功能比较强大的芯片；其功能表如下： PR CLR D CLK Q ~Q 0 1 x x 1 0 1 0 x x 0 1 0 0 x x 1 1 1 1 1 ↑ 1 0 1 1 0 ↑ 0 1 74LS74功能表 由功能表可知当74LS74的CLR端为0和PR端为1时Q端输出恒为0；CLR端和PR端均为1时触发器正常工作。本设计很大程度上便利用了在将触发器~Q端与D端相连产生的0与1转换电路来产生脉冲波形。 图3 74HC192D_2V 图3所示为74HC192D_2V[3]是一款功能比较强大的芯片，它具有清零和置数的功能，能够实现加计数和减计数。我们在此处利用它的加计数功能实现00、01、10三个状态的连续转换。 图4 74HC139DW_2V 图4所示为74HC139D_2V，74HC139是一片2线4线译码器，输出端为低电平有效其功能表为： ~G B A Y0 Y1 Y2 Y3 1 X X 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 　 0 1 1 1 1 1 0 74HC139功能表 本例选择74HC139能很好地对00,01,10三种状态进行译码，满足要求。 3.3、单元模块设计及工作原理说明 3.3.1、总控中心电路的设计 总控中心负责控制整个电路的复位和风扇的开关。在自动清零键（J4）合上的基础上，开关键（J3）第一次按下——打开风扇，风扇开始运转（处于初态：正常风、慢速）；开关键第二次按