课程设计报告家用电风扇控制系统完整版电子课程设计——家用电风扇控制逻辑电路设计学院：电子信息工程学院专业、班级：电子131501班姓名：李思尚学号：201315020109指导教师：李小松2015年12月- 1 -目录电子课程设计____________________________________________________ - 1 -一、设计任务与要求______________________________________________ - 4 -1、基本要求_________________________________________________ - 4 -2、提高要求_________________________________________________ - 4 -二、总体框图（数字电路方案）____________________________________ - 4 -1、风速、风种模块___________________________________________ - 5 -2、脉冲触发模块_____________________________________________ - 5 -3、输出控制模块_____________________________________________ - 5 -4、定时模块_________________________________________________ - 5 -5、复位模块_________________________________________________ - 5 -6、秒脉冲发生器_____________________________________________ - 5 -三、器件选型____________________________________________________ - 6 -1、触发器___________________________________________________ - 6 -2、计数器___________________________________________________ - 7 -1）、计时部分计数器_______________________________________ - 7 - 2）、预设时间部分计数器___________________________________ - 8 -3、数据选择器_______________________________________________ - 9 -4、555定时器_______________________________________________ -11 -5、门电路__________________________________________________ - 12 -1）、74LS08与门_________________________________________ - 12 - 2）、74LS04非门_________________________________________ - 13 - 3）、74LS00与非门_______________________________________ - 13 - 4）、74LS32或门_________________________________________ - 14 -6、其他器件________________________________________________ -14 -四、功能模块___________________________________________________ - 14 -1、各模块的设计思路和设计过程______________________________ - 14 -1）、风速、风种模块______________________________________ - 14 - 2）、脉冲触发模块________________________________________ - 16 - 3）、输出控制模块________________________________________ - 18 - 4）、定时模块____________________________________________ - 18 - 5）、复位模块____________________________________________ - 19 - 6）、秒脉冲发生模块______________________________________ - 19 -2、模块的具体连接关系电路图，功能介绍,及其仿真时序图_______ - 20 -1）、风速、风种模块及脉冲触发模块________________________ - 20 -3）、定时模块____________________________________________ - 24 - 4）、复位模块____________________________________________ - 25 - 5）、秒脉冲发生模块______________________________________ - 26 -3、功能模块硬件试验测试____________________________________ - 26 -五、总体设计电路图_____________________________________________ - 27 -1、整体电路设计图__________________________________________ - 27 -2、系统不足及改进方案______________________________________ - 27 -- 2 -六、单片机方案_________________________________________________ - 29 -1、采用单片机方案实现的总体设计框图________________________ - 29 -2、器件选型________________________________________________ - 29 -1）、主控芯片____________________________________________ - 29 - 2）、显示方案____________________________________________ - 30 - 3）、输入按键____________________________________________ - 30 -3、程序流程框图____________________________________________ - 30 -4、部分程序代码____________________________________________ - 31 -七、总结体会___________________________________________________ - 33 - - 3 -家用电风扇控制逻辑电路设计一、设计任务与要求1、基本要求1）、通一个按键控制，实现风速强、中、弱的循环切换。
2）、通一个按键控制，实现睡眠风、自然风、正常风三种风态的循环切换。
3）、LED 显示当前状态：风速及风种。
2、提高要求1）、按键提示音。
2）、定时关机功能（以小时为单位）。
3）、利用单片机实现该系统。
二、总体框图（数字电路方案）状态设计图如图2.1所示。
图2.1 总体设计框图系统整体设计框图如图2.1所示，系统共有七个状态，分别指示三种风速：弱、中、强；指示三种风种：正常、自然、睡眠；以及停止状态。
通过三个按键开关分别控制电扇的风速、风种和停止。
风速的弱、中、强对应电扇的转动速度慢、中、快。
风种在“正常”位置是指电扇连续运行；在“自然”位置是电扇以运转4秒、间断4秒的方式工作，表示模拟产生自然风；在“睡眠”位置，电扇运转8秒，间断8秒，产生轻柔的微风。
模块设计思路如下。
- 4 -1、风速、风种模块此模块的设计，风速和风种大致相同，可以通过使用D触发器组成状态锁存器，通过控制脉冲信号控制实现状态转换！由于要实现风扇停止状态下，按风种按钮无法实现风扇启动的功能，所以，风种的脉冲触发端要受风扇的当前工作状态和风速脉冲的总体控制。
2、脉冲触发模块此模块专为风种和风速状态转换器提供脉冲信号，通过与非门连接按键和当前状态输出，实现脉冲的控制，实现为风种和风速提供状态转换的脉冲。
此外，该模块通过连接按键和状态机的清零端，可以实现手动清零当前状态，让系统停止，实现停机功能。
3、输出控制模块当风种和风速的状态确定后，两个模块要实现组合控制电机运转。
此系统采用风种状态控制电机是否工作运转，用八路数据选择器按照风种状态进行地址选择，原始始终信号经过D触发器组成的分频器得到4S和8S的脉冲，接入数据选择器相应数据端，供风种状态进行选择，输出信号作为当前电机运转的使能信号，从而实现电机按风种模式间歇性运转。
此外，电机还受风速控制，此系统采用，555定时器组成的多谐振荡器，通过调节R和C的值控制占空比和频率的输出，来为电机提供PWM信号，实现当前风速的输出。
4、定时模块本系统可以实现以小时为单位的定时功能，通过一片十进制计数器的循环计数来实现1-8小时的定时设置，5片十进制计数器组成的倒计时器，通过循环置数实现倒计时功能，外接数码管可分别显示当前所剩时分秒！定时功能由按键触发启动定时。
定时时间到达之后，生成复位触发信号，触发系统复位，清除当前状态，让系统停止运行。
此模块还有按键提示音的功能，通过按键电平接入蜂鸣器，实现按下按键蜂鸣器响的功能。
5、复位模块由于计时部分完成计时任务时返回电平信号，但是触发复位信号只能是脉冲信号，所以需要将电平信号转换为脉冲信号得到复位脉冲，本系统采用单稳态电路加一个脉冲触发翻转的D触发器实现将电平转换为脉冲的功能。
6、秒脉冲发生器由于本系统需要实现计时功能，故需要用555设计一多谐振荡器，通过调整R、C参数，实现1HZ/1S的脉冲信号提供给计时系统使用。
此外风种电路也需要得到秒脉冲四分频和八分频之后的脉冲信号，也需要用到秒脉冲发生器。
总结：通过六大模块的组合，最后此系统可以实现由停止工作状态，按下风速按钮系统启动，进入正常工作状态。
正常工作状态下，按风速调节风速大小，按风种调节风种模式。