【導(dǎo)讀】轉(zhuǎn)換效率是我們在生活中最看重的，能把物質(zhì)利用到最大化。被消耗在熱能，所以提高散熱是最為關(guān)鍵。智能散熱器的設(shè)計是為了滿足在開關(guān)。電源中提高開關(guān)管效率進(jìn)行需求而做的課題，具有較為廣闊的市場前景。低成本，模塊化，可擴(kuò)展和壽命長的特點(diǎn)。單片機(jī)采集功率器件的環(huán)境溫度進(jìn)而

　　

【正文】 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18 用于 電流檢測電路控制和 OUT3 OUT2 之間的鏈路負(fù)載電阻； 2 步進(jìn)電機(jī)；換向input1 input4 輸入控制電壓來控制電機(jī)的使能控制電機(jī)停止。 圖 L298引腳 圖 其實(shí)物圖如下圖 所 示： 圖 L298實(shí)物圖 (1)L298 內(nèi)部的原理如圖 圖 L298 內(nèi)部邏輯圖 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 19 (2)L298 的 邏輯功能如下表 表 L298的邏輯功能 IN1 IN2 ENA 電機(jī)狀態(tài) X X 0 停止 1 0 1 順時針 0 1 1 逆時針 0 0 0 停止 1 1 0 停止 （ 3）用 protues 仿真的電路如圖 圖 protues仿真的電路圖 電機(jī)及驅(qū)動模塊電路連接 A（ IN1）、 B(IN2)分別與 STC89C54 單片機(jī)的 、 相連接， 輸入控制電位來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn) 。 ENA 與單片機(jī)的 口相連接， 口輸出控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的 PWM 信號，來控制電動機(jī)的加速、減速，啟動、停止。因?yàn)槲覀兪褂玫碾姍C(jī)線圈，在從運(yùn)行狀態(tài)的突然變化，從停止?fàn)顟B(tài)突然 改變的狀態(tài)，順時針逆時針狀態(tài)會形成大的反向電流，在電路中增加功能的二極管是在反向電流保護(hù)，保證芯片安全。 上面接電源那個 是 當(dāng) VS 斷電后 ， 電機(jī)的產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生很大的電動勢保護(hù)電機(jī) (因?yàn)殡姍C(jī)可能正傳或者反轉(zhuǎn) ， 所以兩個方向均要設(shè)計二極管 )，接地那個作用在于保護(hù)單片機(jī)等元件 。 溫度顯示模塊設(shè)計 顯示模塊的簡述 本系統(tǒng)的顯示部分我選用了 LCD1602 液晶顯示器，其為 工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16 2 即 32 個字符（ 16列 2行）。 LCD1602 液晶顯示器也被稱為 1602字符型液晶是一種專門用于顯示字母， 數(shù)字，該液晶顯示模塊具有多個 5 7 或 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 20 5 11 點(diǎn)陣字符位符號，每一位字符可以顯示一個字符。有間隔之間的字符間距和行每行之間的間隔距離間隔，所以他不能顯示圖形（一個自定義的確認(rèn)通知顯示，效果不好）， n1602lcd 指顯示 16 2 的內(nèi)容，可以顯示兩行，每行 16 字符液晶顯示模塊（顯示字符和數(shù)字）。 N 是目前市場上大多數(shù)是基于 HD44780 液晶LCD 芯片的控制原理，是完全相同的，所以控制程序編寫的 HD44780 基于可以很方便地應(yīng)用于市場大部分的字符型液晶。 LCD1602 液晶顯示器 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧， 常用在 小型 儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 LCD1602 管腳功能簡介： 表 引腳功能表 引腳 符號 功能說明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時可以通過一個 10K的電位器調(diào)整對比度）。 4 RS RS為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0時選擇指令寄存器。 5 R/W R/W為讀寫信號線，高電平 (1)時進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時進(jìn)行寫操作。 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 7 DB0 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0 位（最低位） 8 DB1 至 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 9 DB2 至 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 10 DB3 至 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 11 DB4 至 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 12 DB5 至 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5 位 13 DB6 至 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 14 DB7 至 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位）（也是 busy flang） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光電源負(fù)極 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 21 圖 圖為 LCD1602的管腳示意圖 LCD1602 可以直接與單片機(jī)的引腳連接，進(jìn)行相應(yīng)的溫濕度的顯示。 液晶顯示模塊的電路連接 數(shù)據(jù)手冊中可能介紹 LM1602 內(nèi)部 D0～ D7 已有上拉，可以使用 P0 口直接驅(qū)動。在 Proteus 里 LM016L 內(nèi)部可能沒有 ,應(yīng)該人為 加上拉電阻 。 圖 CS13A01VSS7VDD16VLEE18D08D19D210D311D412D513D614D715CS22EL119EL220RD/E5WR6RES17L C D 1 6 0 2HD M 3 2 G S 1 2 Y 3 4 軟件設(shè)計 22 4 軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件構(gòu)架 系統(tǒng)軟件構(gòu)架 如圖 圖 系統(tǒng)軟件總框圖 端口初始化 液晶顯示程序 DS18B20函數(shù)初始化 讀取溫度值并顯示 延時 開啟中斷 T0定時器控制電動機(jī)正 /反轉(zhuǎn)，并通過PWM信號控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速 等待中斷 開始 返回 4 軟件設(shè)計 23 溫度控制電機(jī)轉(zhuǎn)速軟件構(gòu)架如圖 圖 溫度控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 溫度判斷 T≥ 45℃ 正轉(zhuǎn) T≤ 10℃ 10℃＜ T＜ 45℃ 保持平均 速動 停止 加速 45℃≤ T＜ 75℃ 全速≥ 75 全速 T≤ 0℃ 加速 0＜ T≤ 10℃ 返回 4 軟件設(shè)計 24 18B20 讀取程序 DS18B20 的數(shù)據(jù)讀寫是通過時間隙處理位和命令字來確認(rèn)信息交換。 寫時間隙 寫時間隙分為寫“ 0”和寫“ 1”，如下圖 圖 間隙時序圖 讀時間隙如下圖 圖 5 仿真設(shè)計與結(jié)果分析 25 5 仿真設(shè)計與結(jié)果分析 仿真軟件的簡介 仿 真軟件 Proteus 的簡介 Proteus 軟件 是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus 是世界上著名 的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從示意圖，調(diào)試代碼，單片機(jī)及外圍電路的協(xié)同仿真， PCB 設(shè)計的一個關(guān)鍵開關(guān)，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB 設(shè)計軟件與虛擬模型仿真軟件三個合成一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等，2021 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在軟件編譯方面它支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編譯器 。 Proteus 軟件能夠?qū)崿F(xiàn)電路原理圖設(shè)計，器件仿真和 PCB 電路設(shè)計，在此主要使用 Proteus 軟件的原理圖設(shè)計和器件仿真功能。使用軟件仿真對下一步設(shè)計制作實(shí)物有著很好的鋪墊作用。只要仿真成功，后期按照仿真制作實(shí)物就會一氣呵成。 ISIS 是 Proteus 的智能原理圖輸 入系統(tǒng)，它具有控制原理圖畫圖的超強(qiáng)的設(shè)計環(huán)境。它具有良好的用戶界面，設(shè)計中可自動走線并且可以出版高質(zhì)量的原理圖。 keil uVision4 編程開發(fā)工具的簡介 本設(shè)計采用通用的高級編程語言 C語言進(jìn)行編程。 C語言是一種十分流行的編程開發(fā)語言，它既可以用來編寫計算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般的應(yīng)用程序。它既具有一般高級語言的特點(diǎn)，又能直接對計算機(jī)和單片機(jī)的硬件進(jìn)行操作，表達(dá)和運(yùn)算能力較強(qiáng)。 Keil uVision4 軟件是德國 Keil Software 公司設(shè)計的一款編程軟件。 Keil uVision4 是一個功能強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境，其中包括項(xiàng)目管理器， Cx51 編譯器、 Ax51 宏匯編器、 BL51\Lx51 連接定位器、 RTX51 實(shí)習(xí)操作器、 Simulator 軟件模擬器以及 Monitor51 硬件目標(biāo)調(diào)試器，所有這些功能均可在 uVision4 提供的單一而靈活的開發(fā)環(huán)境中極為簡單地使用。 采用 uvision4 開發(fā) 51 系列單片機(jī)應(yīng)用程序一般需要以下步驟。首先：在uVision4 集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建一個新項(xiàng)目（ Project），并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)器件（比如 AT89S52）。其次：利用 uVision4 的文件編 輯器編寫 C語言源程序文件，將文件保存并添加到項(xiàng)目中去。再次：檢查文件無誤后進(jìn)行編譯、連接、調(diào)試等功能，并選擇生成單片機(jī)可執(zhí)行文件 HEX 文件。最后：將調(diào)試成功后 5 仿真設(shè)計與結(jié)果分析 26 的 HEX 文件寫入到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的 EPROM 中，單片機(jī)就可以按照我們設(shè)計的功能執(zhí)行任務(wù)了。 本系統(tǒng)的 Proteus 仿真設(shè)計 本系統(tǒng)設(shè)計為智能散熱器控制系統(tǒng)，模塊分別有數(shù)據(jù)檢測模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)顯示，控制模塊、驅(qū)動模塊、顯示模塊。 主要實(shí)現(xiàn)的主控制芯片為 STC89C54 單片機(jī)，由單路 DS18B20 傳感器模擬采集溫度，還有用直流電機(jī)的驅(qū)動芯片 L298。 DS18B20 溫度傳感器實(shí)時采集環(huán)境的溫度反饋給單片機(jī)跟在系統(tǒng)設(shè)定好的溫度范圍去比對與進(jìn)行算法控制來完成占空比的脈寬去調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 在 Proteus 軟件中的仿真顯示， LCD1602 可以顯示相應(yīng)的字幕和溫濕度，系統(tǒng)運(yùn)行良好。 圖 溫度顯示 ℃，處于正常溫度范圍內(nèi) 5 仿真設(shè)計與結(jié)果分析 27 圖 溫度超過 45℃后電機(jī)開始加速轉(zhuǎn)動 6 PCB 設(shè)計 28 6 PCB 設(shè)計 PCB 設(shè)計軟件簡介 Altium Designer 10 是原 Protel 軟件 開發(fā)商 Altium 公司推出的 一體化 的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)， Altium Designer 10是 Protel 99SE軟件 的升級版，與 Protel 99SE 軟件 相比較， Altium Designer 10 繼承了 Protel 99SE 軟件 功能，新增加的功能運(yùn)用設(shè)計更加方便。 它 把 設(shè)計設(shè)計 PCB 板圖、仿真電路、電路原理圖和設(shè)計 PLD 等 許多 實(shí)用 功能 組合 在一起 來 完成 EDA 的 工作 。她是第一個把 EDA軟件 做成基于 操作系統(tǒng) 的 應(yīng)用 產(chǎn)品。 利用 DXP 生成 PCB 板的過程 原理圖文件（ .SchDoc） 命名→繪制→保存→確定每個元件的封裝→保存。 建項(xiàng)目文件（ .PrjPcb） 在 DXP 中，菜單欄的文件→新建→項(xiàng)目→ PCB項(xiàng)目→保存。 建 PCB 文件（ .PcbDoc） 在 DXP 中，菜單欄的文件→新建→項(xiàng)目→ PCB項(xiàng)目→保存。 原理圖到 PCB 板 先將繪制的原理圖文件（ .SchDoc）和新建的 PCB 文件（ .PcbDoc）放到新建的項(xiàng)目文件（ .PrjPcb）中。 原理圖文件下，設(shè)計→第一項(xiàng)（ Update PCB Document… ）→在彈出的窗口中點(diǎn)擊“使有效變化”（若有誤，返回原理圖文件中修改，直至無誤）→執(zhí)行變化。 在 PCB 文件下，使用鍵盤上的“ PageDown”鍵以縮小 PCB 板的大小→使用“ Ctrl+D”彈出窗口來顯示 /隱藏 PCB 板的保險柜（要顯示保險柜時，使該窗口的 Rooms（空間）的“最終模式”選中；要隱藏