家用電風(fēng)扇風(fēng)速風(fēng)種控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案比較

張函洋 王濤 鄧云攀 張波

摘要：家用風(fēng)扇一定要有實(shí)用性，單一的轉(zhuǎn)速，單一的風(fēng)種模式，已經(jīng)滿足不了大眾家庭需求，所以最終設(shè)計(jì)家用電風(fēng)扇風(fēng)速風(fēng)種控制系統(tǒng)。其作用是，用一個(gè)風(fēng)速按鈕和風(fēng)種按鈕來(lái)控制電風(fēng)扇的三種風(fēng)速（弱，中，強(qiáng)）以及三種風(fēng)種（正常風(fēng)，自然風(fēng)，睡眠風(fēng)）。所用電路為狀態(tài)鎖存電路模塊，脈沖開(kāi)關(guān)電路模塊，輸出電路模塊，風(fēng)種控制電路模塊。狀態(tài)鎖存電路用于調(diào)整風(fēng)速和風(fēng)種的三個(gè)狀態(tài)，脈沖開(kāi)關(guān)電路用于能用開(kāi)關(guān)控制狀態(tài)鎖存電路，而風(fēng)種控制電路則需要555定時(shí)器設(shè)計(jì)周期，保證風(fēng)種能按照要求執(zhí)行，輸出電路則用于最終的輸出。

關(guān)鍵詞：多功能;定時(shí)電路;狀態(tài)鎖存

1前言

本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)家用電風(fēng)扇風(fēng)速風(fēng)種的控制系統(tǒng)。本次實(shí)驗(yàn)的主要目的是要讓家用電風(fēng)扇能通過(guò)三個(gè)按鈕達(dá)成以下作用，風(fēng)速按鈕，能切換三種風(fēng)速形態(tài)，弱，中，強(qiáng)。

2總體方案設(shè)計(jì)

分析系統(tǒng)的邏輯功能后設(shè)計(jì)了兩套家用電風(fēng)扇風(fēng)速風(fēng)種控制系統(tǒng)，它們的原理框圖分別如圖2.1和圖2.2所示。本系統(tǒng)分為風(fēng)速選擇器，風(fēng)種選擇器，然后就接入到風(fēng)速選擇電路和風(fēng)種選擇電路，從風(fēng)種選擇器后就可以直接到輸出電路，讓風(fēng)扇可以進(jìn)行扇風(fēng)了，但風(fēng)種有點(diǎn)特殊，因?yàn)橛袝r(shí)鐘信號(hào)控制，所以需要脈沖信號(hào)接入到一個(gè)風(fēng)種生成器中，然后再到輸出電路進(jìn)行輸出。

如圖2.1所示是方案一的原理圖，也是最初設(shè)想的原理圖，其中包含風(fēng)速選擇按器，選擇后就到風(fēng)速選擇電路以及風(fēng)種選擇電路，因?yàn)樽铋_(kāi)始設(shè)想的是打開(kāi)開(kāi)關(guān)只能從風(fēng)速開(kāi)始所以就把風(fēng)速作為打開(kāi)風(fēng)種的開(kāi)關(guān)之一，然后就是風(fēng)種選擇電路，選擇好后因?yàn)樗唢L(fēng)和自然風(fēng)需要脈沖信號(hào)，所以又加入脈沖信號(hào)和風(fēng)種形成電路，最后都接入到輸出電路。而方案二就是對(duì)于方案一的改動(dòng)之后的原理框圖，首先加入了方案一沒(méi)有考慮到的停止系統(tǒng)，設(shè)計(jì)需要一個(gè)按鈕作為停止按鈕，結(jié)束風(fēng)扇運(yùn)行，并且在分析方案1后再加入了風(fēng)種選擇器，所以需要三個(gè)開(kāi)關(guān)，但能啟動(dòng)風(fēng)扇的只有風(fēng)速選擇器的開(kāi)關(guān)，其他的就和方案一一樣了。經(jīng)過(guò)對(duì)比，方案二的操作更為方便并且人性化，所以決定選擇方案二。

2.1方案一

圖2.1就是方案一的原理框圖?？梢允褂?4l175與74ls08作為電路中的狀態(tài)鎖存器電路，用來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)。再加入開(kāi)關(guān)k1，k2來(lái)控制狀態(tài)切換以及循環(huán)，連續(xù)按開(kāi)關(guān)可以給74ls175提供cp脈沖。使用74ls151作為風(fēng)種的控制器，由74ls175的三個(gè)輸出端與74ls151的地址端連接選擇工作方式工作。然后在睡眠風(fēng)或者自然風(fēng)這兩種需要間斷工作的模式中，74ls175的cp端加入時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制輸入。而周期時(shí)鐘信號(hào)我們可以使用555定時(shí)器。但方案一沒(méi)有停止開(kāi)關(guān)，該設(shè)計(jì)需要一個(gè)停止開(kāi)關(guān)能隨時(shí)停止風(fēng)扇工作，并且方案一的框圖是沒(méi)有k2的。

2.2方案二

圖2.2就是方案二的原理框圖。相比于方案一，多了k2以及停止開(kāi)關(guān)，即增加一個(gè)常閉開(kāi)關(guān)連低電平控制74ls175的清零端做到停止工作的目的。而k2開(kāi)關(guān)和k1開(kāi)關(guān)原理差不多，與高電平相連接，連續(xù)按動(dòng)可以給74ls175提供cp脈沖。

2.3方案選擇

對(duì)比兩個(gè)方案后，可以發(fā)現(xiàn)方案一的不足是致命的，沒(méi)有停止開(kāi)關(guān)讓家庭風(fēng)扇不夠人性化，而方案二相比于方案一有了停止開(kāi)關(guān)，并且單獨(dú)獨(dú)立出來(lái)k2用于風(fēng)種的控制，使操作非常人性化，并且更能貼近題目主題。以下就是比較后選擇的方案原理框圖。

結(jié)束語(yǔ)：

優(yōu)點(diǎn)就是在完成了題目的要求下，基本原件成本都不高，接線也不難，現(xiàn)實(shí)生活用也很方便，缺點(diǎn)就是觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)不靈活，容易出現(xiàn)差錯(cuò)，造成脈沖出錯(cuò)，沒(méi)法正確切換風(fēng)速，還有就是與關(guān)系錯(cuò)誤會(huì)使得最后風(fēng)扇不工作。未來(lái)改進(jìn)方向就是加入防抖系統(tǒng)，然后看能不能再簡(jiǎn)化一下電路，把最后風(fēng)扇輸出的電路設(shè)計(jì)的更多元化一點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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