【正文】 畢業(yè)設(shè)計 /論文 外 文 文 獻 翻 譯 系 別 自動化 專 業(yè) 班 級 自動化 0601 姓 名 評 分 指 導 教 師 1 畢業(yè)設(shè)計 /論文外文文獻翻譯要求： 1． 外文文 獻翻譯的內(nèi)容應與畢業(yè)設(shè)計 /論文課題相關(guān)。 2． 外文文獻翻譯的 字數(shù)： 非英語專業(yè)學生應完成與畢業(yè)設(shè)計 /論文課題內(nèi)容相關(guān)的不少于 2020漢字的外文文獻翻譯任務（其中，漢語言文學專業(yè)、藝術(shù)類專業(yè)不作要求），英語專業(yè)學生應完成不少于 2020漢字的二外文獻翻譯任務。格式按《華中科技大學武昌分校本科畢業(yè)設(shè)計 /論文撰寫規(guī)范》的要求撰寫。 3． 外文文獻翻譯附于開題報告之后：第一部分為譯文，第二部分為外文文獻原文，譯文與原文均需單獨編制頁碼（底端居中）并注明出處。本附件為封面，封面上不得出現(xiàn)頁碼。 4．外文文獻翻譯原文由指導教 師指定，同一指導教師指導的學生不得選用相同的外文原文。 基于嵌入式處理器的 VLSI 芯片的溫度自動控制 摘要 本文介紹了基于嵌入式處理器的 VLSI 芯片的溫度自動控制，同時利用溫度傳感器 LM35 和 ARM 處理器 LPC2378 來完成設(shè)計。由于 VLSI 芯片密度非常高，同時芯片在工作時很快得到加熱，如果不能研制出能是它快速冷卻的方法，芯片的性能將會受到很大影響。在目前的工作中，將傳感器放置在非常接近接近到 IC 集成電路的位置來采集芯片的溫度，通過由 ARM 處理器產(chǎn)生的 PWM 信號來控制集成電路旁風扇的轉(zhuǎn)速。在硬件 電路中也提供了一個蜂鳴器，在無法控制風扇或者 IC 集成電路的過熱的情況下都會發(fā)出警報。整個過程的實現(xiàn)需要制定一個合適的嵌入式 C 程序。 關(guān)鍵詞：溫度傳感器， ARM 處理器，超大規(guī)模集成電路芯片，無刷直流電動機 隨著 VLSI 超大規(guī)模集成電路技術(shù)的驚人發(fā)展，雄心勃勃的 IC 設(shè)計師正試圖將更多的晶體管 用更小的體積實現(xiàn)更多的功能 。因此，該集成電路運行速度 更快， 產(chǎn)生 更多 的熱量而造成的 新的問題 。舉例來說，現(xiàn)在 世界上的 的 CPU 芯片 變得越來越小，幾乎沒有 空間散熱 。 若消耗 100 W 的 功率的話， 峰值功率密度 為 400500 W/Cm2，并 可能 持續(xù)上升。 隨著芯片溫度的升高 會影響 性能 的 參數(shù)變化， 從而減少芯片的 工作頻率和 影響時序的規(guī)范 。因此， 在允許的條件范圍內(nèi)，為了讓 高速芯片 能得到最好的工作效率和最長的運行時間，必須要讓芯片在短時間內(nèi)冷卻下來。 高速芯片 所能 允許的 最高 溫度，取決于程序 的 參數(shù)規(guī)格，以及芯片 的設(shè)計 。 在各種不同的冷卻技術(shù) 中 ， 人們通常使用 散熱片，熱管，風扇 以及時鐘節(jié)流 。在這些技術(shù)中 ， 風扇 可以 快速高效的 降低高速芯片的溫度，但它們也產(chǎn)生大量的噪音。這種噪聲可以 通過不同的方法來降低 ，根據(jù)風扇轉(zhuǎn)速 是由溫度來控制 ，當 溫度低 時 ， 風扇的轉(zhuǎn)速降低； 隨著溫度的 提高，風扇的速度會隨著提升。另一個有效地 1 的方法是時鐘節(jié)流，即減少了時鐘速度，降低功耗。但它也降低了系統(tǒng)性能和系統(tǒng)運行速度。 本工作的目標是，設(shè)計一個硬件系統(tǒng) 能控制 直流無刷電機風扇的轉(zhuǎn)速，芯片的溫度 則 由傳感器 LM35 進行采集 .。 LM35 系列是精密 的 集成電路溫度傳感器，其輸出電壓 與采集到的 攝氏的溫度 成線性比 。因此， LM35 系列比一般的傳感器 擁有優(yōu)勢 ，因為我們可以直接通過電壓值來確定攝氏溫度值 。 LM35 不需要校準或微調(diào)， 便可以提供 提供在室溫 177。 ℃ 精度 和 55 ℃ ~ +150℃ 溫度范圍。 由于 LM35 系列不需要校準，所以該傳感器比較經(jīng)濟，低成本 。 LM35 的低輸出阻抗，線性輸出和精確的校準 的特點 使固有接口的讀 數(shù)和 控制電路特別容易。它 同時 可用于單電源 輸出和多電源輸出 。 由于 它只 需要 60 微安 的電流供應，所以它自身產(chǎn)生的熱量較低，在真空中約升溫 ℃ 。 LM35 在 55 ℃ ~ +150℃ 溫度范圍 內(nèi)可以正常的 工作，而 LM35C 可工作的溫度范圍 為 40 ℃ ~ +110℃ 。LM35 系列可封裝在密封的 TO 46 晶體管 內(nèi) ，而 LM35C， LM35CA 和 LM35D 也可用塑膠 TO92 晶體管封裝。 LM35D 也 可以用 8 引腳小型封裝和塑料的 TO 220 封裝 。由ARM7TDMI 處理器 所產(chǎn)生的 PWM 信號 來控制 直流風扇電動機 兩端的 電壓。 PWM 信號 的變化與 LM35 溫度 傳感器 的電壓 輸出 同步 。因此，這整個項目的重要組成部分是溫度傳感器。 2 描述 在 ARM 處理器為基礎(chǔ)的溫度自動控制系統(tǒng)，溫度傳感器輸出 是由 芯 ADC 來控制。而 ADC 的輸出是 與 IC 相連， IC L293D 的 驅(qū)動 信號 直接送到 直流風扇電機中 ，系統(tǒng)框圖如圖 1 所示 。 LCD 圖形液晶顯示器（ 128x64 像素）的接口 與 ARM LPC 2378 處理器相連，來 顯示該集成電路的溫度和風扇轉(zhuǎn)速。蜂鳴器 同樣 是連接 ARM 處理器， 在無法控制風扇和芯片過熱的情況下會發(fā)出警報， 整個電路圖如圖 2 所示。 2 圖 1 系統(tǒng)框圖 圖 2電路圖 3 3 軟件介紹 目前的工作是 使 用 ARM IAR 工作臺 IDE， 嵌入式 C 程序 和使用 Flash ISP 工具處理器 進行 嵌入式開發(fā)。 ARM IAR 的工作臺 IDE 是一個非常強大的集成開發(fā)環(huán)境（ IDE），允許開發(fā)和管理完整的嵌入式應用項目。在系統(tǒng)編程 這一環(huán)境下我們可以 采用引導加載器軟件和 使用 一個串行端口 進行編程 或重新編程 閃存 記憶體 中的程序 。 LPC2387單片機 是基于 16/32 位的 ARM7TDMIS CPU 的實時仿真，它 同時 結(jié)合了 512 kB 嵌入式閃存 單片機的特點 。 128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使 32 位代碼執(zhí)行在最大時鐘 頻率下運行 。 在 Thumb 模式 下， 中斷服務程序和 DSP 算法的關(guān)鍵性能 能提高 30％以上 。 對于重要代碼應用，其他 16 位 代碼在 Thumb 模式 性能損失 可減少超過 30％ 。 LPC2387 是多用途串行通信應用的理想選擇。它 由 一 10/100 以太網(wǎng)媒體訪問控制器（ MAC） ， 4 個端點的 USB 全速設(shè)備內(nèi)存， 4 個 UART，兩個 CAN 通道，一 個SPI 接口，兩個同步串行端口（ SSP）的， 3 個 I2C 接口，和一個 I2S 接口 組成 。這種融合了串行通信接口與 頻率為 4 MHz 內(nèi)部振蕩器， 64 KB 的 SRAM 記憶體， 16 個以太網(wǎng)， 16 KB 的 USB ，連同 2 KB 的電池供電 SRAM 的功能非常適合于協(xié)議轉(zhuǎn)換器 的轉(zhuǎn)換 。 32 位定時器， 10 位 DAC，一個 PWM 單元， 一個 CAN 控制裝置，以及多達 70 個的 GPIO 線路 和 12 個外部中斷引腳使這個 單片機 特別適合 應用在 工業(yè)控制和醫(yī)療系統(tǒng)等。 LPC2378 單片機 提供芯片的引導加載器軟件，允許 在串行通道的內(nèi)部快閃記憶體 內(nèi) 編程 。 飛 利浦提供了一個在系統(tǒng)實用程序 即所謂 閃光魔術(shù)軟件編程。