山大威海机械电工学课程设计.docx

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山大威海机械电工学课程设计

电工学课程设计

题目：

家用风扇控制器

目录：

1.课程设计任务

2.设计总体思路，基本原理和框图

3.单元电路设计

4. Multisim仿真分析

5. 安装、调试

6. 故障分析与电路改进

7.总结与设计调试体会

8.附录

9.参考文献

课程设计任务：

家用风扇控制器

v设计并制作一个家用风扇控制器。

控制器面板为：

按钮三个，分别为风速、风种和停止。

LED指示灯6个，指示风速强、中、弱，风种为睡眠、自然和正常。

v电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停止状态。

v处于工作状态时，有：

›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；

v风速的弱、中、强对应电扇的转动由慢到快；

v风种

›正常电扇连续运转；

›自然－电扇模拟自然风，即转4s，停4s；

›睡眠—电扇慢转，产生轻柔的微风，转8s，停8s；

v按照风速与风种的设置输出相应的控制信号。

设计总体思路，基本原理和框图

应该电路设计要求，全电路主干分三个模块：

1.风速控制模块：

接收由信号输入模块的输入信号，完成以三个脉冲为一组的输入循环，完成三种风速的控制及电路终止控制。

关键在于风种为睡眠状态时，风速要调到弱风。

此时，中风强风不能工作。

2.风种控制模块：

接受由信号输入模块的输入信号，完成以三个脉冲为一组的输入循环，完成三种风种的控制及电路终止控制。

风种中的自然风和睡眠风需要运转和停止两者周期变换，所以需要用到周期脉冲。

3.计时信号模块：

本方案采用555定时器产生的以1s为周期的矩形脉冲经过计数器计数即可产生分别以4s和8s为周期的矩形脉冲。

基本原理流程图

脉冲2

脉冲1

单元电路设计

模块1：

风速控制模块

上图为该模块通过74LS175D实现三种风速的控制原理。

通过1Q、2Q、3Q输出口的电平变化实现000-001-010-100-001的输出循环进而控制风速的循环。

模块2：

风种控制模块

风种选择方式与上一模块相似，通过74LS175D实现输出口000-001-010-100-001的循环。

模块3：

风种控制模块

延时逻辑电路通过LM555CM定时器与74LS161D的组合实现。

由LM555CM定时器与外电路组成的单稳态触发器实现以1S为周期的脉冲，经过计数器以每四个脉冲或八个脉冲为单位输出信号，实现4秒及8秒延时的循环运转，实现不同风种的运作。

74LS175D与延时逻辑电路相协同，使风种的选择及实现予以可能。

Multisim仿真分析

经过仿真，风速、风种单独切换都可实现；

当切换至睡眠风时，会自动调至弱风，仿真结果如下图所示。

8s之后，睡眠风进入8s停止期，其结果如下：

自然风种模拟脉冲仿真如下。

睡眠风脉冲模拟如下：

安装、调试

安装过程没有太大问题，就是比较辛苦。

只有一个问题，就是三个开关后面没有串联电阻，结果发现LED不会被点亮。

故障分析与电路改进

经过组内讨论发现，是因为没有串联电阻导致该处电位不会改变。

所以，后来我们又焊接了电阻上去，电路焊接成功。

总结与设计调试体会

通过自己和同组人的努力，实验还是很圆满的完成了。

刚开始拿到课程题目，都不知道所以然，因为这种课程设计还是我们第一次做，而且对家用电风扇的设计也不太了解。

我们首先是查找相关资料，来了解这个设计。

后来在图书馆查找相关书籍，在网上收集一些资料和在指导老师的帮助下，才慢慢对家用电风扇的设计有了初步的了解。

最终，通过验证证明，该设计方案是成功的。

其中难免存在一些错误和缺陷，请老师能给予批评和指证，使该设计更加准确。

通过此次课程设计让我亲身参予电子产品的设计师使我更加深深地体会到：

现代社会是灵活多变的社会，是信息的社会，很多与人们生活紧密相关的产品都是电子产品。

比如决定现代社会发展方向的电脑以及几乎每个同学都拥有的收音机等等，无不说明电子产品的重要性。

作为一名电子信息类专业，且已经大三的我们，我认识到我不仅要学好课本上的知识，还要学会将所学到的知识联系并应用到现实生活中，做到理论联系实际。

通过上学期2周紧张而充实的课程设计，我学到了很多东西，并对我以后所要做的毕业设计有了一个初步的了解。

做好一个课程设计或毕业设计不仅要具备扎实的书本知识并会善于应用，还要学会查阅资料，对以前学过的知识不清楚的地方还要进行复习，实在搞不明白的地方要向老师或同学请教，这样才可能做出一个比较不错的课程设计。

通过此次设计过程，使我学会了一些作为一个电子信息类专业的学生所应学会的软件如INMultisim等，并对可编程逻辑器件的应用和开发的设计思想有了更进一步的了解和掌握。

在这里我要感谢我们的指导老师，非常感谢老师的指导和帮助，真的很感谢他们。

希望以后还能参加这样的课程设计。

我相信我会做的更好的

附录

参考文献

电工学.下册，电子技术/秦曾煌主编.——7版.——北京：

高等教育出版社，2009.6