《电风扇定时及风速控制电路设计于涛》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电风扇定时及风速控制电路设计于涛（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-*航空航天大学课 程 设 计说明书电风扇定时及风速控制电路设计班级 自动化1302* 2021040702068 学 生 姓 名 于 涛指 导 教 师*晓新. z.-*航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 电子技术综合课程设计 课程设计题目电风扇定时及风速控制电路设计课程设计的内容及要求：设计一款电风扇控制电路，具有定时功能和风速调整功能，定时器最大定时1小时60分钟减法计数，时间一小时内任意可调。有风速连续调整功能，通过调整控制风扇电机驱动的占空比 进展风速调整。一、设计说明与技术指标 用七段数码管显示时间。 占空比调整电路占空比可以从20%80%。 计数方式的采样减法；
2、此系统工作电压为交流220V；芯片需要将交流电转换成直流低电压供电。二、设计要求1在选择器件时，应考虑本钱。2根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图元器件标准化，电路图标准化。三、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2进展实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编模拟电子技术根底M：高等教育，2021年五、按照要求撰写课程设计报告. z.-成绩评定表：序号评定工程评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性15分2设计结果可信例如：系统分析、仿真结果15分3态度认真，遵守纪律15分4设计报告的标准化、参考文献充分不少于5篇
3、25分5辩论30分总分最终评定成绩以优、良、中、及格、不及格评定指导教师签字： 年 月 日 . z.-一、概述本次的课程设计为电风扇定时及风速控制电路设计，要求设计一款电风扇控制电路，具有定时功能和风速调整功能，定时器最大定时1小时60分钟减法计数，时间一小时内任意可调。有风速连续调整功能，通过调整控制风扇电机驱动的占空比 进展风速调整本次的课程设计定时电路使用两个74LS192加减十进制计数器来设计定时功能，并利用两个七段数码管显示时间。直流稳压电路使用变压器和稳压器把220V交流电转换成5V直流电，转速可调电路则采用了555定时器设计的多谐振荡器，通过调节电阻使之输出占空比可调脉冲，从而实
4、现风速连续可调功能。本次课程设计的报告有概述、方案论证、电路设计、性能测试、结论、参考文献、附录共七局部组成，电路由稳压局部、计时局部、转速调节局部共三局部组成。用上述设计方法成功的实现了电压转换、电风扇定时及风速控制电路，完成了本次的课程设计。二、方案论证设计一款电风扇控制电路，具有定时功能和风速调整功能，定时器最大定时1小时60分钟减法计数，时间一小时内任意可调。有风速连续调整功能，通过调整控制风扇电机驱动的占空比 进展风速调整。方案一：方案一原理框图如图1、2、3所示。74LS160 74LS192 74LS192 74LS160 数码管4 数码管2 数码管3 数码管1图1 定时电路的原
5、理框图原理概述：该定时局部使用两片74LS160和两片74LS192，74LS160为十进制加法计数器，74LS192为十进制加减计数器，根据要求需将两片74LS160制成六十进制可调计数器，而74LS192则分别与两片74LS160相连，以此实现其倒数功能。 整流器 变压器 220V交流电源 稳压器原理概述：直流稳压局部比较简单，将220V交流电首先接入变压器，使其电压降低，然后接一个整流器，将交流变为直流，最后接一个7805稳压器，使其电压稳定在5V左右。图2直流稳压电路的原理框图 555定时器 电阻可调局部图3转速调节电路的原理框图原理概述：转速可调局部则采用了555定时器制作的多谐振荡
6、器，通过调节R1与R2的比值来调节占空比，从而实现风速调整。方案二： 74LS192D 74LS192D 数码管1 数码管1 数码管1 数码管2 数码管1图4 定时电路的改进框图方案二的设计则改进了定时局部，简化了定时电路，因为74LS192本身就能实现加减计数所以仅用两片74LS192就能实现时间的设定和倒数，从而节省了材料和本钱。本次设计采用的是方案二，方案一设计繁琐，费用本钱高，而方案二设计简单，操作起来简单易行。三、 电路设计1.直流稳压电源电路直流稳压电路如图1所示直流稳压电路是利用一个变压器把220v电压调低，因为采用的是7805稳压器，所以对其输入有要求，通过查阅资料7805稳压
7、器的输入电压范围是7V20V，极限电压为35V，220V的电压经变压器后输出为12V，符合要求。然后连接一个整流器把交流电转换成直流，电容器储存的电荷量，取决于电容的容量与两端电压的乘积，通过查阅资料和测试最终选取了100微法的电容，再通过7805稳压器把电压稳定在5V左右。然后直流稳压电路就设计完成了。 直流稳压电路12. 风速调整电路 风速调整电路如图2所示。风速调整电路是根据555定时器制作的多谐振荡器，通过调整R1与R2来调节占空比，从而来调节风速，占空比q=R1/(R1+R2)，根据设计要求，占空比在20%80%间可调，所以我首先选取了两个20千欧的电阻和一个40千欧的可调电阻，而电
8、容则参考了书中电路的设计选取了10纳法的电容，经过测试，输出波形符合要求。工作原理：电子调速器是利用可控硅的半导体原理制作而成，它通过改变加到双向可控硅控制极触发脉冲的占空比，来实现控制双向可控硅的导通时间，进而实现控制电机绕组得电产生转矩的时间长短，来控制、改变风扇转速的。它的特点是风速的大小调节不受限制，无档次，实现无极调速控制，占空比实际上就是要控制电容的充放电时间，电路充电由0到2/3Vcc 3脚输出高电平，电容放电由2/3Vcc降到1/3Vcc输出低电平，故只要控制好充放电时间就能控制输出波形的占空比。 风速调整电路23. 定时电路 定时电路如图3所示定时电路采用了两片74LS192
9、十进制加减计数器，该电路采用了六十进制计数，数码管U8为十位，U2为个位，因为采用六十进制所以十位采用计数法，即将AD接地，BC接高电平，为0110即为二进制的6，由于是倒计时电路所以采用了减计数，通过个位的借位输出，十位相应减一，从而实现减法计数，该电路通过两个开关来调节计数时间，然后将其转接函数发生器实现自动倒计时。 定时电路3 四、性能测试1.直流稳压电源测试表1 直流稳压电路测试数据表R值(k)C值(F)频率Hz周期(s)无100500.02直流稳压电路如图1所示 仿真波形图如图4所示直流稳压电路仿真波形4解释说明： 经过检验，直流电压输出为5.003V，误差为0.3%，在器件允许范围
10、内，所以该电路符合设计要求。 2.风速调整电路测试R值(k)C值(nf)电压V周期(us)40105700.855风速调整电路如图2所示风速调整电路如图5、6所示 最大风速电路仿真图5解释说明：从图中可以看出该电路的周期为700.855us，幅值为5v，高电平占整个周期的比值最大，所以为最大风速。 最小风速仿真图6解释说明：从图中可以看出该电路的周期为700.855us，幅值为5v，高电平占整个周期的比值最小，为最小风速且周期没有发生变化。3. 定时电路性能测试定时电路如图3所示、定时电路仿真如图6、7所示 定时电路仿真图6 定时电路仿真图7 解释说明：从图中可以知道该定时电路可以设定从0到6
11、0任意时间，符合设计要求。 74LS192D功能表输入输出MRPLCPUCPDP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01*000000*dcbadcba011*加计数011*减计数74LS192D引脚图五、结论在接通电源后，直流稳压电路把220v交流电转换成5v直流电并供电，通过对风速调整电路的调节可以改变电路的占空比，从而实现风速的调节 ，然后就是对时间的控制，定时电路采用两个可控开关来调整 工作时间，时间调整完毕后，再转接函数发生器从而实现倒数功能，然而该功能的缺点就是计时到零时不能自动停顿，而是继续下个循环。回想此次课程设计，至今我仍感慨颇多。自从拿到题到完成整个编程，从理论到实践，在整整两个星
12、期的日子里，可以说学到很多很多的东西，不仅稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在刚接到课设题目的时候，我对整个设计程序还是模糊的，因为在书本上学到的东西根本就不够用，这就需要你花大量的时间精力去自己获取所需资料，而这个过程往往是最困难的，因为根本就没有现成的东西等着你，这完全需要你自己去学习和改进，经过无数次的失败和修改才最终仿真成功。在测试过程中，我走了很多的弯路，在直流稳压局部我初次用的不是7805片子而是用了LM317，就是因为这一个疏忽让我废了很多周折，因为LM317输出的电压为17V而设计需求的是5V这就需要我利用一个滑动变阻器来调节电压，在初次仿真的时
13、候教师给我指出了我的错误，电阻选取的不合理，虽然波形正常但由于电阻选取的过小可能导致片子两端电压相近从而导致电路短路，于是我听取了教师的意见改用了LM7805片子，在转速调节局部我一开场的时候是在网上查找的资料，由于不是太懂它的原理所以教师给我指正了很多错误，首先我所连电路局部就是错误的，虽然它输出了我要的波形，但它并不符合设计需求，仿真完毕后，我通过翻阅书籍又重新修正了这一局部电路，利用555定时器构成了多谐振荡器。通过这次课程设计我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学以致用，才能将知识学懂。在课设过程中，遇到了很多的问题，但是通过查阅资料，向教师、同学请教，在教师耐心的指导、同学细心的帮助以及我自己的努力下，解决了所有的问题，最终完成了课程设计。参考文献1阎石主编.数字电子技术.M：高等教育，2006年2陈振官等编著.新颖高效声光报警器.M：国防工业，2005年3 沙占友，
