电风扇控制逻辑电路.docx
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电风扇控制逻辑电路
课程设计说明书（论文）
题目：
家用电风扇控制逻辑电路设计
课程名称：
数字电子技术
学院：
电子信息与电气工程学院
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
张天鹏
2014年6月6日
课程设计任务书
设计题目
家用电风扇控制逻辑电路
学生姓名
所在学院
电子信息与电气工程学院
专业、年级、班
设计要求：
1、设计制作一个家用电风扇控制逻辑电路；
2、用一个按键实现风速强、中、弱的循环控制；
3、用LED灯显示风速的状态。
学生应完成的任务：
完成家用电风扇控制逻辑电路设计，利用Multisim软件进行电路功能仿真，利用AltiumDesigner软件绘制电路原理图，设计制作电路的PCB板，对电路进行安装、调试，并提交课程设计报告。
参考文献：
[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2005.
[2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:
高等教育出版社，2005.
[3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：
高等教育出版社，2006.
[4]秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术[M].北京：
北京大学出版社，2012.
[5]谷树忠.AltiumDesigner教程-原理图、PCB设计与仿真[M].北京：
电子工业出版社，2010.
工作计划：
5月26日—5月27日，利用Multisim软件完成电路功能仿真；5月28日—5月30日利用AltiumDesigner软件完成电路原理图设计和PCB板设计；6月3日—6月5日完成PCB板制作、电路安装与调试工作；6月6日，提交课程设计报告。
任务下达日期：
2014年05月26日
任务完成日期：
2014年06月06日
指导教师（签名）：
学生（签名）：
（家用电风扇控制逻辑电路设计）
摘要：
设计了一个家用电风扇控制逻辑电路设计电路，该电路可以按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能。
该电路主要由四线按键，74ls00,74ls175,74ls138,leD灯，电阻构成，其中脉冲信号产生电路用四线按键器件实现而灯的选择用74ls175,74ls138实现。
经Multisim仿真测试，该电路可以实现按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能。
利用AltiumDesigner软件对电路进行了原理图设计和PCB设计，并对电路进行了安装和调试。
关键词：
电风扇控制；74ls00,74ls175,74ls138；电路仿真；PCB设计
1.设计背景....................................................................................................1
2.设计方案....................................................................................................1
3.方案实施....................................................................................................1
3.1准备..........................................................................................................1
3.2用Multisim进行仿真..............................................................................3
3.3PCB板的制作及要求...........................................................................3
3.4制作实体电路板......................................................................................5
4.结果与结论................................................................................................6
5.收获与致谢................................................................................................6
6.参考文献....................................................................................................7
7.附件............................................................................................................7
1.设计背景
数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用，.逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。
555定时器等。
随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。
为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。
2.设计方案
一，了解各元件的功能，掌握Multisim和AltiumDesigner软件的使用；
二，为实现按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能，用Multisim进行仿真；
三，根据仿真，用AltiumDesigner软件设计原理图，并导入PCB中；
四，用电烙铁焊接板子，并进行调试，检查效果。
3.方案实施
3.1准备
通过课本，去网站查询和向老师和他人请教，掌握Multisim和AltiumDesigner的使用，回顾去年精工实习电烙铁的使用,了解单脉冲发生器，74LS175,74LS138的使用！
图一，单脉冲发生器
用基本RS触发器构成的单脉冲发生器的电路如图一所示，开关AN在闭合瞬间会产生多次抖动，使Ua、Ub两点的电位发生跳变，这种抖动在电路中是不允许的，为了消除抖动，将Ua、Ub两点接入基本RS触发器的输入端，将触发器的输出作为开关状态的输出，这样就可以避免抖动现象，使输出成为稳定的单脉冲。
图二，D触发器的逻辑符号和真值表
D触发器的特性方程Qn+1=D
图三，D触发器状态转换
74HC138是一种典型的二进制全译码器，它有3个输入端C、B、A，C是高位，A是低位；8个输出端Y0’~Y7’；3个使能端G1、G2A’、G2B’，可以控制译码器的工作状态，还可以用来译码器逻辑功能的扩展，使能端也被称为“片选”输入端。
当G1=0或G2A’+G2B’=1时，译码器被禁止译码，即无论输入CBA为何种状态，译码器输出全为1；当G1=1且G2A’+G2B’=0时，译码器正常工作，输出信号Y0’~Y7’分别对应输入变量CBA的一个最小项的非。
图四，三八译码器
3.2用Multisim进行仿真
我们需要实现的是按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能，为此我认为这个电路由三部分组成。
一个单脉冲发生器可以产生稳定的脉冲信号；D触发器，脉冲信号接CLICk，可以产生00、01、10三个循环的信号；三八译码器，将前面的信号转换成对三个LED灯的控制。
仿真图为图五
图五，仿真图
3.3PCB板的制作及要求
根据仿真结果，制作原理图，原理图为图六；
图六，原理图
将原理图导入到PCB中，注意各个元件的种类和封装，在PCB中，不要把线交叉，还有各个元件的大小要合适，不要不适合板子。
PCB为图七
图七，PCB
3.4制作实体电路板
找到各个元件，元件列表为表一用电烙铁焊接元件，注意不要把焊锡焊到其他地方，使电路短路。
实体板为图四和图五。
图四，实际板正面图五，实际板背面
4.结果与结论
要实现按一个按钮实现电扇强中弱三档风循环转换的功能，即让三个灯循环亮，结果只有一个灯亮，没有正常工作
5.收获与致谢
（本次课程设计收获很多，这两周所学到的东西比以前还多，基本掌握了Multisim和AltiumDesigner的使用。
这两周中印象最深刻的是，在PCB中布线研究了两三天，最终在张老师的帮助下，才布成；此外，元件的选用也是本次成功的关键，因为有一个开关的使用不太了解，所以本次也不太顺利。
总之，学到了很多，对以后的工作也很有用，受益匪浅！
这两周中，很多人给了帮助，比如：
组员，做同一个课题的同学以及电子协会的默默支持；特别要感谢的是指导老师张天鹏老师，没有他的悉心指导，不可能顺利完成本次试验，最令人印象深刻的是张老师的认真负责。
6.参考文献
[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2005.
[2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:
高等教育出版社，2005.
[3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：
高等教育出版社，2006.
[4]秦长海，张天鹏，翟亚芳.数字电子技术[M].北京：
北京大学出版社，2012.
[5]谷树忠.AltiumDesigner教程-原理图、PCB设计与仿真[M].北京：
电子工业出版社，2010.
7.附件
表一，元件列表
元件类别
电阻
LED灯
74LS00
74LS175
74LS138
HEADER2
四角按键
大小
300Ω
1KΩ
数量
1
2
3
1
1
1
1
1
名称
功能
个数
74LS175
控制74LS138的选择
1
74LS138
选择LED灯的明灭
1
74LS00
实现与非功能
1
电阻
保护电路
300欧1个、1000欧2个
飞线
链接电路
1
按键
控制开关
1
LED灯
绿色
3个
电源
控制电源
1
指导教师评语：
课程设计报告成绩：
，占总成绩比例：
40％
课程设计其它环节成绩：
环节名称：
原理设计，成绩：
，占总成绩比例：
20％
环节名称：
PCB设计，成绩：
，占总成绩比例：
20％
环节名称：
安装调试，成绩：
，占总成绩比例：
20％
总成绩：
指导教师签字：
年月日
本次课程设计负责人意见：
负责人签字：
年月日
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