家用电风扇控制电路设计

1. 电风扇控制电路设计概述

1.1 电风扇控制电路设计背景

1.1.1 电风扇市场发展现状

• 随着科技的发展，家用电器的智能化与节能化趋势日益明显。
• 电风扇作为夏季常见的电器其发展程度也在不断更新，以前的吊扇和落地式风扇主要是由机械控制主要控制的是风速和风向，现在的风扇大多数使用的是电子控制使得风扇的功能更多样化，其控制也变得更加的便捷。

1.1.2 电风扇控制电路设计的重要性

• 电风扇控制电路的设计对于提高电风扇的智能化和节能化具有重要的意义。
• 电风扇控制电路的设计可以提高电风扇的操控性，使得用户可以根据自己的需求来调整风速和风种。
• 电风扇控制电路的设计可以提高电风扇的能效比，降低能耗，符合节能环保的要求。

1.2 电风扇控制电路设计目标

1.2.1 设计目标概述

• 设计出一个电风扇的控制电路。
• 用一个按键来实现风速“强、中、弱”的控制。
• 可以实现风种的变化。
• 设计的电路尽量让功耗更低。

1.2.2 设计目标具体要求

• 电风扇控制电路需要能够实现风速的调节，包括弱、中、强三个挡位。
• 电风扇控制电路需要能够实现风种的选择，包括正常、自然、睡眠三种模式。
• 电风扇控制电路需要能够实现定时的功能，包括不定时、定时十分钟、定时二十分钟、定时四十分钟这几种定时模式。
• 电风扇控制电路需要能够实现停止的功能，即按下停止键后电风扇能够立即停止运行。
• 电风扇控制电路需要具有较低的功耗，以提高能效比，符合节能环保的要求。

2. Multisim 10.1软件设计的使用方法

2.1 Multisim 10.1软件介绍

2.1.1 Multisim 10.1软件概述

• Multisim，是一款源自于美国国家仪器（NI）有限公司的仿真工具，根植于Windows操作系统，专为模拟数字电路板设计而生。
• 这款工具巧妙融合了电路原理图的图形输入与电路硬件描述语言输入方式，展现出无与伦比的仿真分析能力。

2.1.2 Multisim 10.1软件功能

• 软件的第一行为菜单栏，有文件（f）、编辑（e）、视图（v）、放置（p）、mcu、仿真（s）、转换（a）、工具（t）、报表（r）、选项（o）、窗口（w）、帮助（h）等。
• 在软件界面的左侧，有设计工具箱，它由三个子窗口组成：层次、可见、项目视图。这些子窗口的存在，为电路设计提供了丰富的工具和选择。
• 在软件的中央，占据主导地位的是电路编辑窗口。这是电路设计的核心区域。
• 在界面的右侧，整齐的排列着电路设计过程中所需要的仪器仪表。最后在软件的右下角，清晰的显示着电路的仿真状态。

2.2 Ultiboard软件介绍

2.2.1 Ultiboard软件概述

• Ultiboard软件作为Mutisim软件的得力助手，专注于电路板的绘制工作。
• 这款软件可以轻松将Mutisim中的原理图无缝导入，但是前提是Mutisim中的芯片需要全部采用非虚拟原件。

2.2.2 Ultiboard软件功能

• 在首次打开软件的时候，会弹出一个对话框，以供设置线宽、间距等参数，并且导入网格表。完成后就可以轻松导出电路图。
• 工具栏和菜单与Mutisim类似。
• 设计工具箱与Mutisim有点不同。
• 对电路板的所有操作都是通过电路板绘制区域体现出来的，在它上面可以看到电路板绘制完成后的最后模型。
• 电子表格显示电路板的当前状态和信息。

3. 家用电风扇控制电路设计方案

3.1 电风扇控制电路框图

3.1.1 电风扇控制电路框图概述

• 在电风扇控制电路当中，我设置了四个功能按键：停止键、风速键、风种键和定时键。
• 当风扇处于停止状态时，所有指示灯都处于熄灭状态，只有在按下“风速”键后，电风扇才会开始运行，其他按键在此状态下不会让风扇运行。
• 在运行之初风扇的风速处于弱挡，风种默认为“正常”模式，相应的指示灯不会亮，定时器则处于非定时状态。
• 一但电风扇开始运行，通过“风速”键可以控制选择弱、中、强三个挡位；通过“风种”键可以选择正常、自然、睡眠三个模式；而通过按下“定时”键则可以选择不定时、定时十分钟、定时二十分钟、定时四十分钟这几种定时模式。
• 在任何状态下按下“停止”键风扇都会立马停止运行。所有的指示灯都会熄灭。

3.2 电风扇风速控制

3.2.1 电风扇风速控制概述

• 在电风扇的风速控制中，我们通过输出不同的信号来实现风速的调整。
• 三个信号分别控制着三极管的导通与截至进而改变接入线圈的电阻大小，影响磁场，从而达到控制风速的目的，（同一时间内只有一个信号是有用的）。

3.2.2 风速控制具体方法

• 电风扇有四个外接的按键设置为按钮，用74LS161计数器对四个按钮发生的信号进行计数，而后用74LS138把它们译码成为控制信号。
• 当按钮被触发的时候会产生脉冲信号，然后74LS161对产生的脉冲信号计数。
• 电风扇的风速在运行的时候是默认状态，然后按下风速按钮在弱、中、强这三个挡位中循环控制。
• 74LS161输出的信号译码得到控制风速的信号只用到了译码器的第四位Y0、Y1、Y2、Y3。

3.3 基本RS触发器

3.3.1 RS触发器概述

• RS触发器是一种基本的触发器，具有两个输入端：复位（R）和置位（S）。
• RS触发器具有四个输出状态：保持、置位、复位和无效。

3.3.2 RS触发器功能

• 当R和S都为高电平时，触发器保持当前状态。
• 当R为高电平而S为低电平时，触发器被置位，输出变为高电平。
• 当S为高电平而R为低电平时，触发器被复位，输出变为低电平。
• 当R和S都为低电平时，触发器输出