【正文】 字溫度信號輸入 STC89C52RC 單片機(jī)處理 ，采用四 位共陽數(shù)碼管顯示溫度， 采用 動態(tài)掃描顯示方式 ，并且采用對單片機(jī)編程輸出 PWM 調(diào)制波形經(jīng) ULN2020 驅(qū)動后直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。 方案比較 方案一： 選用熱敏電阻作為感測溫度的核心元件，通過運(yùn)算放大器放大由于溫度變化引起熱敏電阻電阻的變化、進(jìn)而導(dǎo)至的輸出電壓變化的微弱電壓變化信號，再用 AD轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入 STC89C52RC 單片機(jī)處理。 第 2 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 2 總體方案 設(shè)計(jì) 根據(jù)對環(huán)境溫度的測量控制小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，并用數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度數(shù)值，溫度升高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高，溫度降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下降。 本設(shè)計(jì)中增加了實(shí)時(shí)溫度顯示，讓我們隨時(shí)看著 CPU的具體溫度，從而消除憂慮，并且，在這基礎(chǔ)之上，還增加了高溫報(bào)警功能，避免你的電腦因?yàn)闇囟冗^高燒毀一些部件甚至是 CPU。而溫控調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其能有效地提高散熱器的的工作效率，節(jié)約能源，性價(jià)比高，適用范圍廣泛。 風(fēng)冷散熱器作為區(qū)別于水冷散熱器的一個(gè)主流產(chǎn)品類別，不斷的引領(lǐng)著整個(gè) IT 散熱市場的 前進(jìn)和創(chuàng)新 因此，風(fēng)冷是最常見 ， 性價(jià)比最高的散熱方式 ， 我們設(shè)計(jì)的 “智能電腦散熱系統(tǒng) ”就是 利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)對外界溫度的感知，再利用單片機(jī) 編程控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)溫度的自動調(diào)節(jié)，以達(dá)到散熱目的。其中，液冷 散熱器通常分為主動散熱和被動散熱兩種；前者以風(fēng)冷散熱器較為常見，而后者多為散熱片。多數(shù)散 熱器通過和發(fā)熱部件表面接觸，吸收熱量，再通過各種方法將熱量傳遞到遠(yuǎn)處，比如機(jī)箱內(nèi)的空氣中，然后機(jī)箱將這些熱空氣傳到機(jī)箱外，完成計(jì)算機(jī)的散熱。導(dǎo)致高溫的熱量不是來自計(jì)算機(jī)外，而是計(jì)算機(jī)內(nèi)部，或者說是集成電路內(nèi)部。但是， 計(jì)算機(jī)部件中大量使用 的是集成電路，而 眾所周知，高溫是集成電路的大敵。 21 附錄 1： ISIS 仿真 圖、 PCB 板圖、實(shí)物 圖 附錄 2： 程序源代碼 第 1 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 1 前言 現(xiàn)代生活，電腦已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。 20 參考文獻(xiàn) 18 結(jié)論 12 系統(tǒng)調(diào)試 11 主要模塊主程序設(shè)計(jì) 11 主程序設(shè)計(jì) 11 程序設(shè)計(jì)原理及 所用工具 9 模塊連接總電路 9 報(bào)警及電機(jī)電路 9 按鍵控制電路 8 8 7 時(shí)鐘電路 6 單片機(jī)主芯片電路 4 ULN2020 芯片簡介 1 總體方案設(shè)計(jì) 第 0 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 目錄 前言 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 方案比較 2 方案論證 3 方案選擇 3 單元模塊 電路簡介與 設(shè)計(jì) 4 本系統(tǒng)部分器件介紹 4 DS18B20 溫度傳感器簡介 4 STC89C52RC 單片機(jī)簡介 5 單元模塊電路設(shè)計(jì) 6 電源電路 7 復(fù)位電路 10 軟件設(shè)計(jì) 15 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 19 總結(jié)與體會 無論筆記本電腦還是臺式電腦，人 們在選擇的時(shí)候都會考慮到它的散熱性能，一個(gè)好的散熱系統(tǒng)能夠保證電腦的高速正常運(yùn)行，給 CPU 足夠的空間進(jìn)行高負(fù)載的活動，才能享受計(jì)算機(jī)技術(shù)給我們生活帶來的無窮魅力，可見一個(gè)好的散熱系統(tǒng)，對電腦而言是多么的重要。高溫不但會導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)，使用壽命縮短，甚至有可能使某些部件燒毀。散熱器的作用就是將這些熱量吸收，然后發(fā)散到機(jī)箱內(nèi)或者機(jī)箱外，保證計(jì)算機(jī)部件的溫度正常。 說到計(jì)算機(jī)的散熱器，我們最常接觸的就是 CPU 的散熱器。細(xì)分散熱方式，又可分為風(fēng)冷，液冷，半導(dǎo)體制冷，壓縮機(jī)制冷等等。半導(dǎo)體制冷及壓縮機(jī)制冷要么技術(shù)不成熟，要求高，能耗大；要么體積受限，價(jià)格昂貴。正是因?yàn)槿诤狭藴囟葌鞲衅骷夹g(shù)和單片機(jī)技術(shù)，使得本作品兼智能化和自動化于一體。 且本設(shè)計(jì)比較人性化，由于不同的電腦的散熱能力不同，對于散熱能力很差的電腦而言，只憑借溫控可能無法實(shí)現(xiàn)正常降溫，就需要人為控制來調(diào)節(jié)適合電腦的散熱，因 此我們增加了手控模式。因此，我們的設(shè)計(jì)更加人性化，更加舒適。同時(shí)配備按鍵實(shí)現(xiàn)控制風(fēng)扇的啟、停，溫控模式、手控模式、手控檔位加，手控檔位減，另外還要實(shí)現(xiàn)溫度過高自動報(bào)警，以及按鍵按下 時(shí)發(fā)聲，提醒操作成功。 采用液晶顯示屏 LCD 顯示溫度 ，電機(jī) 采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 AD0832 控制，由單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前溫度值送出相應(yīng)數(shù)字量到 AD0832，由 AD0832 產(chǎn)生模擬信號 產(chǎn)生 PWM 波，控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。如圖 熱敏器件檢測溫度 89C52 單片機(jī) 按鍵控制 控制電機(jī) 報(bào)警裝置 LED 顯示 第 3 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 圖 系統(tǒng)總體框圖 方案論證 方案一： 此方案能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的功能 ， 采用熱 敏電阻有價(jià)格便宜、元件易購的優(yōu)點(diǎn)，但熱敏電阻對溫度的細(xì)微變化不敏感，在信號采集、放大、轉(zhuǎn)換過程中還會產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的 RT關(guān)系的非線性，其本身電阻對溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路予以糾正，但不僅將使電路復(fù)雜穩(wěn)定性降低，而且在人體所處溫度環(huán)境溫度變化中難以檢測到小的溫度變化。雖然用 DA 轉(zhuǎn)化芯片產(chǎn)生 PWM 調(diào)制波能夠?qū)崿F(xiàn)，但是 D/A 轉(zhuǎn)換芯片價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下單片機(jī)直接編程 相比性價(jià)比不高。溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直接輸出，簡化了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，又由于該傳感器采用先進(jìn)的單總線技術(shù)，與單片機(jī)的接口變的非常簡潔，抗干擾能力強(qiáng)。 方案選擇 通過上面兩種方案的論證比較，中和性價(jià)比和復(fù)雜 度，我們選擇第二種方案。它具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式。被測溫度用符號擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出。 DS18B20 還支持“一線總線”接口，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 其管腳排列如圖 ， DQ 為數(shù)字信號端， GND 為電源地， VDD 為電源輸入端。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 STC89C52RC單片機(jī)管腳如圖 : 第 5 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 圖 STC89C52RC單片機(jī)管腳 各管腳功能： VCC：供電電壓。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳 可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地接 收。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校 驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口?？芍苯域?qū)動繼電器等負(fù)載。 ULN2020是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列 ,由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 ULN2020 是高壓大電流達(dá)林頓 晶體管 陣列系列產(chǎn)品 ,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn) ,適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng) 其管腳圖如圖 圖 ULN2020芯片引腳圖 單元模塊電路設(shè)計(jì) 電源電路 電源電路主要是為系統(tǒng)提供電源 ， 在本設(shè)計(jì)中，為了使電路簡單，我們直接用 USB接口提供 5V 直流電源為電路供電。 電路如圖 ： 圖 電源電路 圖 第 7 頁 西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院 智能化電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 報(bào)告 單片機(jī)主芯片電路 芯片 STC89C52RC 是帶 2K字節(jié)快閃存儲器的 8 位單片機(jī)。其中 P1 的 ,， ， 口用于 LED 顯示的位選控制； 高溫報(bào)警； 用于控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電路如圖 。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時(shí)鐘的作用下，一條一條地執(zhí)行存儲器中的程序。單片機(jī)系統(tǒng)常用的晶振頻率有 6MHz、 11． 0592MHz、12MHz、本 系統(tǒng) 采用 11． 0592MHz 晶振，電容選 30pF，電路如圖 ： 圖 晶振電路