电风扇控制电路设计

1、成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文运用MultisimlO. 1进行电风扇控制电路的设计摘要 电风扇作为常用家电产品，在老百姓生活中有其非常重要的意义。随着电子产品的发展，智能节能产品已进入人们的日常生活。对于其他夏季家用 降温电器，电风扇价梏相对低廉，轻巧便捷，节能环保。本课题主要设计一个电 风扇控制电路，主要包括风速、风种、定时、停止等功能。课题采用数字集成芯 片作为控制电路，电路稳定抗干扰能力强。在设计过程中，控制电路主要使用通 用的数字集成芯片，其功耗低，价格便宜且能够达到很好的控制效果；设计电路 时各功能模块在单独控制的同时，还通过相应的逻辑门结合在一起，一起构成一 个逻

2、辑完整的电风扇控制电路。关键字电风扇 智能 节能 完整成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文Summary electric fans as a common household electrical appliances, in people living in its very important significance. With the development of electronic products, energy smart products have entered the people's daily lives. For other summer hom

3、e cooling appliances, electric fans relatively inexpensive, lightweight and convenient, energy saving and environmental protection. This topic is mainly a fan control circuit design, including wind speed, wind, timer, stop function. Issues with digital integrated circuits as control circuits, circui

4、t stable and strong aiiti-invcrfcrcncc ability. During the design process, main control circuit using a common distal integrated circuits, its low power consumption, low price and good control effect can be achieved; when you design a circuit while vhc function module in a separate control, through

5、the corresponding logic gates in combination, together constitute a complete fan control logic circuits.Keywords fan smart energy-saving complete4.4计数器17目录论文摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 毕业设计任务书11.2 目的和意义1第二章MultisimlO.l软件的使用方法 22.1 基本界面介绍22.2 基本操作方法52.3 常用仪器仪表的使用9第三章电风扇控制电路设计方案123.1 电风扇控制电路框图123.2 电风扇风速控制

6、123.3 电风扇风种控制123.4 电风扇定时控制123.5 电风扇停止控制12第四章功能模块134.1 电风扇控制部分外部硬件134.2 风速控制134.3 基本RS触发器154.5 三八译码器194.6 555多谐振荡器224.7 555单稳态触发器244.8 停止处理电路264.9 上电复位电路27致谢29参考文献30附录一电风扇控制电路原理框图31附录二PCB图32附录三电风扇控制电路原理仿真图33成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文第一章绪论1.1毕业设计任务书运用MulrisimlO.l进行电风扇控制电路的设计设计一个家用电风扇控制电路1 .设计一个家用电风扇控制器。有

7、风速，风种，定时，停止功能；2 .用9个发光二极管分别指示：风速“弱，中，强”，风种“正常，自然，睡眠”, 定时“10分钟，20分钟，40分钟”九个状态；3 .电风扇停转时，所有的指示灯都不亮，只有按“风速”键时才能启动电风扇, 按其余键不能启动；其初始工作状态为“风速”处于弱挡，“风种”处于“正 常”位置，且相应的指示灯不亮，定时器处于非定时状态，即电风扇处于长 时间连续运转状态。4 .电风扇启动后，按“风速”键可循环选择弱，中，强三种状态；按“风种” 键可循环选择正常，自然，睡眠三种状态；按“定时”键可循环选择1（）分钟,20分钟，40分钟工作状态。5 .在电风扇任意工作状态下，按“停止”

8、键，电风扇停止工作，所有指示灯灭。6 . MultisimlO.l仿真各单元电路与整体电路。（记录仿真过程中的结果与出现的 问题）7 . MultisimlO.l画原理图与印制板电路（PCB）图。1.2目的和意义在工业日益发达的今天，科技发展给我们生活带来了巨大的改善和提高，人 民的物质需求和生活水平已经达到质的飞跃，而现在社会存在的资源紧缺和环境 问题也促进了人们节能减排的意识。正是基于此，传统意义上的电风扇也完全不 能胜任现在社会的理念和需求，与之应运而生的是新的数字芯片构成的电风扇。夏季来临，大多数家庭都在使用电风扇，操作方便、使用安全、环保节能的 电风扇必定会受到老百姓的喜爱。本课题旨

9、在设计一套稳定、节能、高性价比的 家用电风扇控制器。主要包括风速、风种、定时和停止功能。分别为风速“弱、 中、强”，风种“正常、自然、睡眠”，定时“1（）分钟、20分钟、40分钟”几种 模式。其风速、风种、定时可自由灵活搭配给人们带来了舒适的生活体验。第二章MultisimlO.l软件设计的使用方法2.1 基本界面介绍2.1.1 Multisim 10.1 软件介绍Muhisim是美国国家仪器(N1)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工 具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输 入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，软件第一行为菜单 行，主

10、要有文件曲、编辑(E)、视图(V)、放置(P)、MCUs仿真(S)、转换(A)、工 具、报表(R)、选项(。)、窗口(W)、帮助(H),如图2-1所示。文件(E)编辑也)视图N)放置(E)M3仿真转换色)工具(工)报表(R)选项9)窗口 (业)帮助坦)图2-1在菜单栏中的每个菜单有下拉菜单，在文件菜单中主要是对当前文件和项日 的操作包括文件的新建、保存、关闭等，项日的新建、保存、关闭等。在编辑菜 单中主要是对当前操作的变更包括撤销、重做、粘贴和字体的设置等。在视图菜 单中主要对电路编辑窗口的变更包括窗口的放大、缩小、全屏等。在放置菜单中 主要中主要对电路的编辑包括导线、原件的放置、总线、文本的

11、编辑等。MCU 下拉菜单中包括电路设计中MCU芯片的放置,MCU芯片中程序的运行包括单步运 行、暂停、断点等。在仿真菜单中主要是对当前电路仿真状态的操作包括电路的运行、 暂停、停止，仪器仪表的选择，仿真器的设置，工作点分析等。在转换菜单中对 窗口电路进行转换转换为PCB板，导出网络表等。工具菜单中主要是原件向导、 电路的电器规则检查等。在报表菜单中主要是原件清单、网络报告等。选项菜单 可对用户菜单进行操作。窗口菜单中主要是窗口的新建、排列、关闭等。帮助菜 单主要为软件用户提供常见的帮助。工具栏的第一部分主要是文件的打开、保存、打印等，如图2-2所示。第二部分主要是电路编辑窗口的放大、缩小、全屏

12、等，如图2-2所示。第二部分是仪 表和原件的选择，如图2-3所示。在工具栏的右侧为仿真总开关，如图2-3所示。 工具栏的第二行，第一部分是常用工具的选择，包括电源、电阻、二极管、二板 管、通用集成芯片和电机等，如图2-4所示。第二部分是仿真时所用按键，如图 2-4所示。口甘百笈曾日益电图2-2电凄密台国 m 口 吟尚的一使用的元件一3?囱2-3士8科k升外心口加回口）n皿« t > o % r » Il Q "10弋1，i弱崛图2-4在软件界面的左边为设计工具箱，包含三个子窗口：层次、可见、项目试图。如图2-5所示。软件界面的中部主要区域为电路编辑窗口，主要

13、用作编辑电路放 置原件。在软件界面的右边为电路设计时所要使用的仪器仪表，最为常用的为万 用表、泰克示波器、测量探针、电流探针、逻辑分析仪等，如图2-6所示。在界 面的右下角为电路仿真状态，如图2-7所示。图2-6仪器仪表电路1：正在仿真传递函数：o.o45 5nnrrr设计工具箱二 3 IS 目 11/ 0电路1 朗电路1层次可见1项目同到1图2-5设计工具箱囱2-7电跆仿真状态囱2.1.2 Ultiboard 软件介绍Ultiboard软件是与Mutisim软件配套的绘制电路板的软件。可以将Muti sim 中的原理图直接转换到L'ltiboard中，但是Mutisim中的所有芯片必

14、须为非虚拟元 件，如果电路中包含虚拟元件则虚拟元件将不能被转换。Ultiboard软件的使用和专用的电路板绘制软件Pre®相似下面简单介绍：1 .线宽、间距设置和网络表的导入在第一次打开软件时会弹出一对话框可对其进行设置，设置后可导出电路图 例给表，如图2-8所示。图2-8线宽、线间距设置和网络表的导入2 .菜单、工具栏Untiboard的菜单和工具栏与Mutisim类似，如图2-9所示。0婿E解£据笆踽£说他琪I；躯砌曲的W橘闻询目 r&&Q1 曲4解口网I-乙同日瞅WJJ则网氏R10",二，|图供49J囱2-9 Ultiboard的菜

15、单和工具栏3 .设计工具箱Ukiboard中设计工具箱与Mulisim有所不同，主要是对电路板结构的描述和操作（包括电路板的层数，和选择电路板层数对其操作），如图2-10所示。图2-10电路板层4 .电路板绘制区对电路板的所有操作都是通过此区域体现出来的，在它上面可以看到电板 绘制完成后的最后模型，如图2-11所示。图2-11电跆板绘制区5 .电子表梏电子表梏显示电路板的当前状态和信息，如图2-12所示。X器 糕 小Ultibcard 2011-04-0210:0853Autcrouter Ini 41 unplaced 2011-04-0210:14:31布线翱油'物解73 / 27

16、9连接(26%)追过0个导孔时间0<1/川笫果DK |零件 序件悔|幽|网络组| SK引强|市T引脚|由L |翩|翩国层|元件位置|班|图2-12电子表格6 .2基本操作方法6.1.1 数字电子产品原理图设计步骤一般而言，数字电子产品原理图的设计可分为二个步骤。1 .根据逻辑功能要求确定输入输出关系2 .根据输入输出关系选择逻辑器件3 .绘制原理图借用MulrisimlO提供的强大功能实现数字电子产品原理图的绘制与仿真。2.2.2创建电路图WFNATIONAL产 INSTRUMENTSELECTRONICS WORKBENCH GROUP启动MultisimlO以后,出现以下界面,如图2

17、-13所示。里进微软中国K55R 11721Multisim Power Pro EditionVersion 10.1徐 Nl Multisim 10.110.1Initializing; plun SiiwIatonServer ©2008 National Instruments. All 时nts reserved.囱2-13软件启动界面启动后出现的窗口如图2-14所示。图2-14软件启动后界面选择文件/新建/原理图，即弹出2-15所示的主设计窗口。曲文闸甘我*E： «S（x：物餐它MCU的真二恰弗。工具B 报&® 池顶 胃口M； «WH

18、：.|gx|I Qd W ：国a X电甘0cl含2 a /於母丹国斜口。皿丫。3 % j |E）e，a a 五自零3瓦，：仃口 e学jI也秘沅件一3 ?回击!",» II »- -A 的登计工具而3 * 的电路1层状可见I可日次的12JMult.s.m - 201L-W-C2 H1311图2-15主设计窗口2 .添加元件打开原件库工具栏，单击需要的元件图标按钮如图2-16,然后在主设计电路窗口中的适当位置，再次单击鼠标左键，所需要的元件即可出现在该位置上，如图2-17所示。0 2-16元件选取图2-17放置后的元件双击此元件，会出现该元件的对话框如图2-18所示，

19、可以设置元件的标签、编号、数值和模型参数。图2-18元件的参数编辑3 .元件的移动选中元件，直接用鼠标拖拽要移动的元件。4 .元件的复制、删除与旋转选中元件，用相应的菜单、工具栏或单击鼠标右键弹出快捷菜单，进行需要 的操作。5 .放置电源和接地元件选择“放置信号源按钮”弹出对话框，可选择电源和接地元件。6 .导线的操作连接。鼠标指向某元件的端点，出现小圆点后按下鼠标左键拖拽到另一个元件的端点，出现小圆点后松开左键。删除。选定该导线，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击“del”。7 .2.3使用仪表如图2-15主设计窗口中，右侧竖排的为仪表工具栏，常用的仪表有数字万 用表、函数发生器、示波器、

20、波特图仪等等，可根据需要选择使用。1 .调用数字万用表从指示部件库中选中数字万用表，按选择其它元件的方法放置在主电路图 中，双击万用表符号，弹出参数设置对话框。2 .万用表设置单击万用表设置对话框中的“设置”弹出万用表设置对话框，进行万用表参 数及量程设置。万用表设置，其它仪表的使用同万用表类似，不再累述。2.2.4 实时仿真三态门分时传送电路，左上角菜单栏下方是仿真开关，用鼠标左键单击仿真 开关，就开始实时仿真。2.2.5 保存文件1 .电路图绘制完成，仿真结束后，执行菜单栏中的“文件/保存”可以自动按 原文件名将该文件保存在原来的路径中。2 .单击左上角菜单栏中的“文件/另存为”弹出对话框

21、。在对话框中选定保存 路径，并可以修改文件名保存。2.3常用仪器仪表的使用2.3.1 函数信号发生器函数信号发生器有二个信号端子，从左至右分别为“+”、公共端、双 击信号源图标进行函数信号发生器设置，该信号源可产生正弦波、锯齿波、方波。 可以对信号源的频率，占空比、振幅、偏移进行设置，如图2-20所示。囱2-19函数信号发生器232万用表在主设计窗口中，右侧竖排仪表工具栏中第一个为万用表。万用表有两个接 线柱左边为“+”、右边为使用时接在被测试点两端。双击万用表图标显示 当前测试点信号数值，可在窗口中对万用表进行设置，也可单击设置按钮进行设置，如图2-19所示。显示设置电气设置1nQ1GQ10

22、nA774.597mV相对分贝值:，）电流表内阻R） 电压莪内阻C） 电阻表电流R电流表过星程 电压表过母程 电阻表过量程区，1GV10GQ取洎施送二二3图2-20万用表的使用233示波器-XSO示波器是观察信号波形的重要工具，有A、B两个通道和一个外触发端。A、B通道可以测量Ac、De信号也可以接地，触发通道有正弦波触发、标准触发等。当通道接上外部输入信号时，双击示波器图标可观察信号波形参数：频率、幅值和周期，如图2-21所示（示波器实验外加一正弦波，四综示波器与此类似）。囱2-21示波器实验234泰克示波器-XSC1泰克示波器的界面和实验室泰克示波器界面基本相同，所不同的是实验室示 波器只

23、有两个输入通道，而软件上示波器有四个通道。操作时和实验室示波器相 同在此不作赘述。示波器使用如图2-22所示。%软畸螭的不XFG-l-xsc 1口口口 c口口 nooTtekfronix ids 2024 li 拚色糊加。“-c :笈丁DEFAULTM Ps.unoo Delouh 3e_ CH1/0V>«1 10mV 000 2-22示波器的使用235测量探针测量探针可对电路中的任一点信号进行探测，可对电压和电流峰峰值、有效 值、直流进行测量，还可以进行频率测量。使用时比较方便，特别是在进行模拟 电路设计时使用非常方便。测量探针的使用如图2-23所示。图2-23测量探针的使用

24、第三章电风扇控制电路设计方案3.1 电风扇控制电路框图在电风扇控制电路中，外部按键共有四个控制按键分别是停止键、风速键、 风种链和定时键。电风扇停转时，所有指示灯都不亮，只有按“风速”键时才能 启动电风扇，按其余键不能启动；其初始工作状态为“风速”处于弱挡。“风种” 处于“正常”位置，且相应的指示灯不亮，定时器处于非定时状态，即电风扇处 于长时间连续运转状态。电风扇启动后，按“风速”键可循环选择弱、中、强三 种状态；按“风种”键可循环选择正常、自然、睡眠三种状态；按“定时”键可 循环选择不定时、定时1()分钟、定时20分钟、定时40分钟四种工作状态。在 电风扇任意工作状态下，按“停止”键，电风

25、扇停止工作，所有指示灯灭。控制 电路框图如下附录三所示。3.2 电风扇风速控制电风扇风速控制我们体现在输出信号不同，我们用三个不同的输出来表示电 风扇的三种不同风速状态，这三个信号分别控制着对应三级管的导通和截至，从 而改变接入线圈的电阻大小，改变磁场，来达到控制风速大小的目的。在同一时 间只有其中一个信号有效。3.3 电风扇风种控制电风扇风种控制主要分为正常、自然、睡眠三种模式。在正常模式下电风扇 按正常状态进行工作，电风扇连续运行。在自然模式下，电风扇模仿大自然状态下的风，本次设计为电风扇运转4 秒后、停止4秒进行循环工作。风的大小仍由风速控制，电风扇工作时间仍由定 时功能控制。在电风扇睡

26、眠模式下，所需风量较小，电风扇工作8秒、停止8秒循环工作。 其风的大小仍由风速控制，电风扇工作时间仍由定时功能控制。3.4 电风扇定时控制定时操作时我们需要进行10分钟、20分钟和40分钟的定时，这时我们可以 通过由555定时器构成单稳态触发器来实现.3.5 电风扇停止控制系统设有一个总开关，也就是停止键，按下“停止”键，就终止了电风扇各 个功能模块的工作，使得电风扇停止运转，其它各功能也相继失效。第四章功能模块4.1 电风扇控制部分外部硬件用四个按扭来实现“风速”，“风种”，“定时”，“停止”的不同选择;用九个发光二极管分别表示“风速”，“风种”，“定时”的三种状态;弱正常10分钟指示灯中自

27、然20分钟强睡眠40分钟按钮0图41电风扇控制部分外部硬件图4.2 风速控制电风扇的四个外接按键设计为按钮，用74LS161计数器对按钮产生的脉冲信号进行计数，然后用74LS138将其译码为控制信号。引出脉冲信号囱4-2按钮接线囱然后74LS161对脉冲信号计数，设计时只用到了 Qa, Qb端囱4-4电风扇风速启动时是默认状态，然后在弱，中，强中循环控制。74LS138将74LS161的输出信号译码得到风速的控制信号，这里只用到译码器的低四位Y0,Yl, Y2, Y3o图4-6译码器输出取反波形电路启动前，所有芯片锁存，其中74LS138译码器低四位输出为1111,经过非门 取反变为0000,

28、这时电风扇不工作。启动后38译码器输出为1110取反后为0001, 电风扇开始工作，但指示灯不亮。以后在弱，中，强中循环且相应指示灯亮。图4-7风速运行状态图4.3基本RS触发器图4»8RS触发器 基本RS触发器特性表输入输 出说明RQnQn+1S1 100复位与置位信号均无效，电路1 111具有保持功能0 10复位有效，置位无效，电路具01有置“()”功能1 01置位有效，复位无效，电路具10有置“1”功能00复位和置位信号同时有效，输00出Qn+1= Qn+l=l,约束情况图4-9启动停止电跆启动时，只能由风速键控制，启动信号和停止信号默认为高电平，上电复位信号 使Q端输出被初始

29、化为低电平。计数器在启动之前被清零，避免无用信号读入 计数器和保证译码器处于无效状态。只有当风速键按下时(S端接收风速按钮产 生的负脉冲)Q端由默认的低电平变为高电平，并一直保持，风速、风种、定 时信号能写入计数器，计数器可以接收脉冲信号，同时74LS138和74LS161的使 能端变为有效，74LS138输出取反后由000()的不工作状态变为0001的默认状态, 电风扇开始连续的不定时弱挡运行。停止时，同启动部分，当停止键被按下或者定时时间到时，对Q端置低电平, 使芯片停止工作，并对计数器清“0”，同时计数器清零端再次被清零，芯片使能 端变为无效状态。停止信号启动停止 控制信号启动信号囱4-

30、10电跖启动停止信号风速按钮第一次产生的脉冲信号与RS触发器Q端输出的信号相与后，接入计数器的CLK端，计数器由无效状态清零，启动了系统。计数器CLK信号输入按钮信号启动停止控制信号0 4.11风速按钮第一次按下时计数器清零为00004.4 计数器74LS161功能表输入输出CPCRLD EPCDETABQAQBQCQDLLLLLABCH LABCDD保持HH L保持计数H HLLLLLH H H HHLLLLLRdLDETEPCPA B CDCT=OMlM2G3G4RCOQa Qb Qc Qd图4-12 74LS161逻辑图用预置法改变计数长度 设计中用到了三个74LS161和三个74LS1

31、38,对于风速，风种部分需要改变计数长度，计数器将从()0 (Qb, Qa)开始，计数值到达11时，下一状态预置为A),保证了初始状态只执行一次的目的。定时部分则不用预置数，他需要四种状态4.5 三八译码器74LS138逻辑真值表输入输出ElE2CBY0 Y1Y2 Y3 Y4 Y5E3AY6 Y71111111101111111114 3 2 1 On n 14 1 I 9 00 7o 1 2 3 4-5-6-7 Y Y Y Y Y-Y -Y -YABC-12 3-E -E E图4-15 74LS138逻辑图颔号 控信11111111100100001111111001001101111110

32、01010110111110010111110111100110011110111001101111110110011101111110100111111111110.-5-A. 日 C D.QA. Q3 QC . QD7.K K入1 nENP0WTERCOETJT ,o.-v“CLR ,3_2_r> CEjK- .o01234567YYYYYYYY74LS138D74LS161D囱4-16计数译码电跆74LS161计数并转换为逻辑信号后，接在74LS138的低两位(B, A) ±,经过译码后取Y3, Y2, Yl, Y0信号分别取反后作为控制信号。0 4-17风速处理电跖风速

33、控制给出三条控制线，为弱，中，强信号线，分别接上发光二极管。它们都 是高电平有效，作为控制电路的驱动信号，与风种和定时信号共同控制电机的运行状态。图4-19风种处理电跆默认状态和正常状态都是输出高电平，经过74LS32D或门后直接送到风种输出， 而自然状态时启动555多谐振荡器，睡眠时也启动555定时器并且经过D触发器 分频，将他们的输出经过或门后送到风种输出。定时有四条控制线，但只在10分钟，20分钟，40分钟中加入发光二极管，它们与风速，风种共同作用。U29A：强风速控 制信号弱风速控 制信号中风速控 制信号弱风速输出中风速输出74LS11D .定时输出风种输出U29C :强风速输出* *

34、 74LS11D .囱-22电风扇总输出驱动电跆4.6 555多谐振荡器555定时器外接基本的元器件RI, R2, C后，可以很方便地构成多谐振荡器，如图423+VDDR1R2OUT囱4-23 555多谐振荡器通过555定时器构成的多谐振荡器可以实现电风扇风种中正常，自然，睡眠的设成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文定：正常：电风扇连续运行，此时不需要启动多谐振荡器，只需要给高电平信号(有 效信号)；自然：电风扇工作4秒，停止4秒，如此循环，用多谐振荡器产生一个周期8秒 占空比50%的方波(4秒高电平，4秒低电平)；睡眠：电风扇工作8秒，停止8秒，循环，用D触发器对多谐振荡器进行二分

35、 频(8秒高电平，8秒低电平)；振荡周期：555定时器在产生矩形脉冲的过程中，高电平持续的时间是电容电压 从1/3VDD充电到2/3VDD所需要的时间H,而低电平持续的时间是电容电压 从2/3VDD放电到1/3VDD所需要的时间已。故振荡周期T为： T=tl+l2；T=(Ri +R2)Cln(n-1 /3Vnn) / (n-2/3Vnn)+R2Cln2/3Vnn/(l /3Vnn);T=0.7(Ri+2R2)C；占空比 q 为：q=n/T；q=0.7(Ri+R2)C/(0.7(Ri+2R2)C)；q=(Ri+R2)/(Ri+2R2);自然时：t=8s, Ri=5.7MQ, R2=28KC, C

36、=10nF;睡眠时：为了节约材料，直接对多谐振荡器进行二分频即可，如图4-244-26所示h U23A工P R_.D触发器分频波形输出 ,id- - iq3 555多谐振 .3荡器波形输出 一 > -1CLK IQ , ,1CLR p 74L574D囱4-24 D触发器构成的二分频D触发器的U0端接在555多谐振荡器的输出端进行二分频，再由Q端输出囱4-25 555多谐振荡器输出波形与二分频后波形4.7 555单稳态触发器555多谐振荡器输出波形D触发器二分频输出波形由555定时器构成单稳态触发器555定时器外接基本的元器件R, C后，可以很方便的构成单稳态触发器，如图+VddOUTuo

37、10nf囱4-26 555单稳态触发器对于电风扇的定时系统部分由单稳态触发器充当，用三个单稳态触发器分别定时1()分钟，20分钟，40分钟。暂稳态时间：iw=RC】n(VDD-0)/(VDD-2/3VDD)=l.lRC10 分钟:R=545MC, C=lpF；20 分钟：R=545MD, C=21F;40 分钟:R=545MC, C=4pF;成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文lTI -TTT- Y0IrIIIII卜 一；1 1 ' ' ' ' ' ' ' 'JJ ' ' ' ' 一 一

38、1 '， Y0 与 Y1 相与信号；JL_：i ： I ' :： H ： ：；F YO.Y1,Y2 相与信号10分钟定时信号 IlliIIIj !-,1丁.一 ：y :-：:V , 20 分钟定I ，： u1:1:：时信号-1_r-I_ t »r"1""I |"r-1_r-<ir-.-r-1>-i-i-i"""r-.i»ir>r-f-ir-nl 1J_： :J!_ !_40分钟定时信号 ：I图4-28 555定时器启动信号和定时信号在设计555单稳态触发器时，希望信号连续

39、，在定时10分钟内可以切换到定时 20分钟，在定时20分钟内可以切换到定时40分钟。在定时和定时切换期间希望 电平一直为高，保证停止时能给稳定的信号。这里将555的RST和TRI端接在 一起，作为控制555的触发信号。他们在低电平变为高电平时启动定时，再变为 低电平时停止定时。在电路启动前，38译码器锁存，低四位Y3Y2Y1Y0输出为11H,这时555都还不能定时，当电路启动后，38译码器输出1110,电路处于不 定时状态，第一次按下定时按钮后，38译码器输出为1101, Y0端由“0”变为 “1”启动了 1()分钟定时，在10分钟内按下第二次按钮后38译码器输出1011, 这时Y0和Y1相与

40、的信号由“0”变为“1”启动20分钟定时，这时10分钟定时 时间还未到，10分钟还将继续定时，保证定时输出在定时的时候电平一直为“1”， 在20分钟定时时间内，按下第三次按钮，38译码器输出为0111,这时Y(),Y1,Y2 相与的信号由“()”变为“1”启动40分钟定时，这时20分钟定时还没停止，定 时输出一直为“1”，如果在定时时间内按第四次按钮，将停止定时，这时无论 10分钟、20分钟还是40分钟定时是否到，都将停止。4.8 停止处理电路电路中另外一个D触发器用于将定时到的信号转换为停止信号。将10分钟，20分钟，40分钟信号相或并且取反后作为D触发器的时钟CLK端, 然后将非定时状态作

41、为D的输入端，要靠定时来停止电路必须满足两个条件： 一，D端为低电平，即电路是处于定时状态时；二，必须是定时到时，产生上升沿。Qn+i=D (CP ), Q由“1”变为“0”。但是我们需要的是负脉冲，这样才能避免下次启动时，RS触发器的Q端一直被置“（）”，所以在D触发器后面加了信号变换电路。定时 停止 信号。端经过电容 充电后波形：R12：-WV ：100QQ端输出波形.图4-30定时停止电跆图中用了两个电阻和一个电容进行充放电，利用电容充电需要时间，来使D触 发器的Q端输出延迟一段时间，然后和Q端相或产生需要的负脉冲（定时停止信号）。端输出波形。端经过电容充电后波形Q端输出波形 定时停止信

42、号图4-31定时停止信号下图为电路总体仿真图成都电子机械高等专科学校电风扇控制电路设计论文 一 J J * 一 . _ . 一 一' I - J J TUBilHIiirI I I I I 一 I I I I I ，I"一 , II" -f !" II" I ,， I ， I I IF中I rnn._.j=_=l_._j1 J! 弱J 111图4-32电蹈总体仿真图4.9 上电复位电路电路在启动时不会马上工作，因为RS触发器初始时Q输出为“0”，计数 器、译码器被锁存，为了实现这个目的设计了上电复位电路，模拟电路上电时对 RS的初始化，如图4-33所示。开关的作用是模拟电路的通断电，开关打开相当 于没通电，开关闭合相