的卡诺图
图3-4
由图3-4 所示卡诺图可得
的卡诺图
的表达式如下:
由上述表达式可得状态所存电路中电风扇的工作状态如表3-2所示。S 为电扇工作状态(S=0 停,S=1 运转)
表3-2 电扇工作状态表
强(Q2) 中(Q1) 0 0 0 1 根据
0 0 1 0 弱(Q0) S 0 1 0 0 0 1 1 1 表达式,使用两片74LS175 芯片所设计状态所存部分电路如图3-5
所示。(因为风速与风种的状态锁存电路是同一种原理,因此只给出风速的锁存电路)
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图3-5 风速状态锁存电路
3.4.2 脉冲触发电路
锁存电路中74ls175为4个D触发器构成,要使它能够进行000—001—010—100—001状态的变化,需要给它一定的脉冲信号。设计的电路中使用了J1、J2、J3三个开关,其中J1、J2为常开开关,而J3为常闭开关。J1、J2开关是控制两个74ls175芯片的CP端得脉冲,而J3是控制两个芯片的清零端。根据电路要求可以理解J1为控制风速的按钮,J2为控制风种的按钮,J3为停机按钮。
家用电风扇电路中控制风速的开关与控制风种的开关具有一定的逻辑关系,需要与门74ls08与非门74ls00构成。当按下风速开关J1时具有风速后,风种选择电路才能进行工作,按下开关J2才能进行风种的变化。若风扇无风速,则风种电路不能工作,按下开J2时表示风种的发光二极管不亮。
设计中判断电路是否有风速根据状态锁存电路中的风速锁存电路的三个状态
来表示。当Q1n+1Q2n+1Q3n+1=1时表示无风速,时
表示Q1n+1Q2n+1Q3n+1=0,再用一个非门输出。将输出与控制风种J2的开关用与门连接后再连接到风种锁存电路的74ls175芯片的CP端。因此,电路可以实现风速开关与风种开关的逻辑关系。
符合逻辑关系的脉冲触发开关电路如图3-6所示。
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图3-6 脉冲开关电路
电路中由于没有常闭开关元器件,所以将常开开关与非门相连形成了常闭开关。
3.4.3 风种控制电路
1、风种选择电路
设计中风选择电路与风速选择电路使用相同的锁存形式,也是使用74ls175芯片形成正常风、睡眠风、自然风的三种状态的循环。当状态为001时表示为正常风,状态为010时表示为睡眠风,状态为100是表示为自然风。因为只有一种风种输出,需要使用一个数据选择器选择风种的输出。设计中使用的是一个8选1的74ls151芯片,将74ls175的三个状态输出端与芯片的地址端相连接可以选择何种风种输出。 2、风种脉冲信号输出
电路中具有正常风、睡眠风、自然风三种风种。正常风时电机连续转动,产生持久风; 自然风时电机转动4s、停止4s,产生阵风;睡眠风时电机转动 8s、停止8s,产生轻柔的微风。而要实现自然风和睡眠风,则要利用555定时器组成一定周期的多谐振荡器产生脉冲信号来控制自然风。并且通过二分频电路产生脉冲信号来控制睡眠风。
有555定时器组成8s周期的多谐振荡器的相关计算如下:
T1?0.7(R1?R2)C1 (4-4) T2?0.7R2C1 (4-5)
所以;T?T1?T2 (4-6) 由于;T1?T2 (4-7) 所以 R2??R1 (4-8)
根据设计所需参数得出:R2?10K? R3?560K? C3?10?F 3、总的风种控制电路
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将风种选择电路与风种脉冲电路相连接构成风种电路,总电路图如图3-7所示。
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图3-7 风种电路
3.4.4 电路的输出
将状态锁存电路、脉冲触发电路和风种控制电路有效的相连接后,需要有一个总的
输出端。输出电路如图3-8所示。
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