家用电风扇逻辑控制标准版.doc

课程名称 数字逻辑实验 题目名称 家用电风扇控制逻辑电路设计 班 级 学 号 2011061519 学生姓名 王德胜 同组班级 同组学号 2011061520 同组姓名 王振鑫 指导教师 武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬 2013年 06 月 摘要 关键词： 目 录 1 需求分析 - 1 - 1.1 基本功能需求分析 - 1 - 1.2 创新拓展功能..............................................................................................-1- 1.3 系统设计概述 - 2 - 2 系统设计 - 5 - 2.1 系统逻辑结构设计 - 5 - 2.1.1 风速状态锁存的设计 - 5 - 2.1.2 风种状态锁存器设计 - 8 - 2.1.4 触发脉冲形成电路 - 11 - 2.1.5 风速、定时电路的脉冲电路 - 15 - 2.1.6 风种模式的实现 - 15 - 2.1.7 电风扇控制端的设计 - 18 - 2.1.8 试验中电动机的接入方式 - 19 - 2.2 系统物理结构设计 - 20 - 2.2.1 耗材报表 - 20 - 3 系统实现 - 21 - 3.1 系统实现过程 - 21 - 3.2 系统测试 --21 - 3.3 系统电路图 - 23 - 3.4 团队介绍...................................................................................................- 23- 4 总结 - 24 - 参考文献 - 26 - 1 需求分析 1.1 基本功能需求 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。以前单一的只能控制风速和定时的电风扇已经不能够满足人们的需求，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。而近几年电子技术的迅猛发展，也为实现这一目标提供了各方面的资源。目前市场上流行的最先进的是微处理器控制。 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。 1.2 创新拓展功能 定时功能的实现 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。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。 在本设计中，我们应用555定时器构成三个单稳态触发器，分别使其输出1小时，2小时，4小时的时钟脉冲，将定时锁存器的输出作为它的输入脉冲，则可实现在不同的状态下输出不同时间段的定时脉冲。图2.16所示为一个555单稳态触发器构成的定时1小时的逻辑电路示意图1.2： 图 1.2 单稳态触发器 定时计算公式如下 代入图1.2中的数据，可求的输出时间大约为1小时。 1.3 设计原理 以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机电控制，主要控制风速和风向。然而随着电子技术的迅速发展，要求要用电子控制线路来取代以前的机械控制电路，使电风扇的功能更强，操作也更为简便。控制面板如图1.3所示： 图1.3.1 电风扇操作面板示意图 面板上有九个指示灯，分别指示三种风速：弱、中、强；指示风种的三种形式：正常、自然、睡眠；指示预定电风扇运转的三种时间：1小时、2小时、4小时。面板上还有四个按键开关K1、K2、K3、K4，分别控制电风扇的风速、风种、定时和停止。风速的弱、中、强对应电扇的运转速度慢、中、快。风种在“正常”位置是指电扇连续运转；在“自然”位置假设电扇以运转4秒，间断4秒的方式工作，表示电扇模拟产生自然风