智能電腦散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)(正文)

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1、第 o 頁(yè) 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 1 前言 . 1 2、 總體方案設(shè)計(jì) . 2 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 2 2.2 方案比較 . 2 2.3 方案論證 . 3 2.4 方案選擇 . 3 3、 單元模塊電路簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì) . 4 3.1 本系統(tǒng)部分器件介紹 . 4 3.1.1 DS18B20 溫度傳感器簡(jiǎn)介 . 4 3.1.2 STC89C52RO 單片機(jī)簡(jiǎn)介. 4 3.1.3 ULN2003 芯片簡(jiǎn)介 . 5 3.2 單元模塊電路設(shè)計(jì) . 6 3.2.1 電源電路 . 6 3.2.2 單片機(jī)主芯片電路 . 7 3.2.3 時(shí)鐘電路 . 7 3.2.4 復(fù)位電路 . 8 3

2、.2.5 顯示電路 . 8 3.2.6 溫度檢測(cè)電路 . 9 3.2.7 按鍵控制電路 . 9 3.2.8 報(bào)警及電機(jī)電路 . 9 3.3 模塊連接總電路 . 10 4、 軟件設(shè)計(jì) . 11 4.1 程序設(shè)計(jì)原理及所用工具 . 11 4.2 主程序設(shè)計(jì) . 11 4.3 主要模塊主程序設(shè)計(jì) . 12 5、 系統(tǒng)調(diào)試 . 15 6、 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) . 18 7、 結(jié)論 . 19 &總結(jié)與體會(huì) . 20 第 o 頁(yè) 9、參考文獻(xiàn) . 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(yè) 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 / 、八 1 前言

3、 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。無(wú)論筆記本電腦還是臺(tái)式 電腦，人們?cè)谶x擇的時(shí)候都會(huì)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(dòng)，才能享受計(jì)算機(jī)技術(shù)給我們生 活帶來(lái)的無(wú)窮魅力，可見(jiàn)一個(gè)好的散熱系統(tǒng)，對(duì)電腦而言是多么的重要。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。高溫不但會(huì)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。導(dǎo)致高溫的熱量不是來(lái)自 計(jì)算機(jī)外，而是計(jì)算機(jī)內(nèi)部，或者說(shuō)是集成電路內(nèi)部。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

4、度正常。多數(shù)散熱器通過(guò)和發(fā) 熱部件表面接觸，吸收熱量，再通過(guò)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。 說(shuō)到計(jì)算機(jī)的散熱器，我們最常接觸的就是 CPU 的散熱器。散熱器通常分為主動(dòng) 散熱和被動(dòng)散熱兩種；前者以風(fēng)冷散熱器較為常見(jiàn)，而后者多為散熱片。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。其中，液冷 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。 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(lèi)別，不斷的引領(lǐng)著整個(gè) IT 散 熱市場(chǎng)的前進(jìn)和創(chuàng)新因此，風(fēng)冷是最常見(jiàn)，性價(jià)比最高的散熱方式，

5、我們?cè)O(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(duì)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(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到散熱目的。正是因?yàn)槿诤狭藴囟葌鞲衅骷?術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，使得本作品兼智能化和自動(dòng)化于一體。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。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(duì)于散熱能力很差的電腦而言，只憑借溫 控可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常降溫，就需要人為控制來(lái)調(diào)節(jié)適合電腦的散熱，因此我們?cè)黾恿耸?控模式。 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

6、增加了高溫報(bào)警功能， 避免你的電腦因?yàn)闇囟冗^(guò)高燒毀一些部 件甚至是 CPU。因此，我們的設(shè)計(jì)更加人性化，更加舒適。第 2 頁(yè) 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) 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)對(duì)環(huán)境溫度的測(cè)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。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(guò)高自動(dòng)報(bào)警，以及按 鍵按下時(shí)發(fā)聲，提醒操作成功。 2.2 方案比較 方案一：選用熱敏電阻作為感測(cè)溫度的核心元件，通過(guò)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

7、壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再用 AD 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入 STC89C52RC 單片機(jī)處理。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(hào)產(chǎn)生 PWM 波,控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。 如圖 2.1 LED 顯示 7S- 圖 2.1 系統(tǒng)總體框圖 方案二：采用數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20 乍為感測(cè)溫度的核心元件，直接輸出 數(shù)字溫度信號(hào)輸入 STC89C52RC 單片機(jī)處理，采用四位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示溫度，采用動(dòng) 態(tài)掃描顯示方式，并且采用對(duì)單片機(jī)編程

8、輸出 PWM 調(diào)制波形經(jīng) ULN2003 驅(qū)動(dòng)后直接控制 電機(jī)轉(zhuǎn)速。如圖 2.2 熱 八、 、 敏 器 件 I - 89C52 單片機(jī) 0 控制電機(jī) 報(bào)警裝置 按 鍵 控 制 V 第 3 頁(yè) 圖 22 系統(tǒng)總體框圖 2.3 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(gòu)的優(yōu)點(diǎn)， 但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微變化不敏感，在信號(hào)采集、放大、轉(zhuǎn)換過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生失真和 誤差，并且由于熱敏電阻的 R-T 關(guān)系的非線性，其本身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差， 雖然可以通過(guò)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(cè)到小的溫度變化。但是液晶

9、顯示模塊價(jià)格昂貴，驅(qū)動(dòng)程序復(fù) 雜。雖然用 DA 轉(zhuǎn)化芯片產(chǎn)生PWMS 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。 方案二：本方案也能正常實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，并且由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20 的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)換等電路的誤差因素，溫度誤差很小，并且由于 其感測(cè)溫度的原理與上述方案的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。溫度值 在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直接輸出，簡(jiǎn)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(jiǎn)潔，抗干擾能力強(qiáng)。 LED 數(shù)碼管顯示，成本低 廉，顯示溫度明確醒目，在夜間也能看

10、見(jiàn)，功耗極低，顯示驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)也相對(duì)簡(jiǎn)單， 這種顯示方式得到廣泛應(yīng)用。 2.4 方案選擇 通過(guò)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第 4 頁(yè) 3.單兀模塊電路簡(jiǎn)介與設(shè)計(jì) 3.1 本系統(tǒng)部分器件介紹 3.1.1 DS18B20 溫度傳感器簡(jiǎn)介 DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器是 Dallas 半導(dǎo)體公司開(kāi)發(fā)的世界上第一片支持“一 線總線”接口的溫度傳感器。它具有 3 引腳 TO 92 小體積封裝形式。溫度測(cè)量范圍為 -55 C +125C，可編程為 9 位 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) 0.0625 C。 被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸

11、出。工作電壓支持 3V5.5V 的電壓范 圍，既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。DS18B20 還支持“一線總線”接口, 多個(gè) DS18B2 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。它還有存儲(chǔ)用戶定義報(bào) 警溫度等功能。 其管腳排列如圖 3.1 所示，DQ 為數(shù)字信號(hào)端，GND 為電源地，VDD 為電源輸入端。 圖 3.1 DS18B20 外形及管腳 3.1.2 STC89C52RC 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52R （是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 （FPERO） 256

12、B 片內(nèi) RAM 的低電壓， 高性能 CMOS 啦微處理器。 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù) 制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍 存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，STC 的 STC89C52R（是 一種高效微控制器，為很多嵌入式控 制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 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 .J-I - -VI II -曲： TC 2 | J I I 第 5 頁(yè) STC89C52F 單片機(jī)管腳如圖 3.2 所示： P id - J - vcc F 1 1 r ? ” PQ D IAOQI P 1 2

13、 ” 4 審 H i Fl 1 fl IF 2 AD 3 3 F 1 4 5 ” 二 PO 3 H!AD3) 9 Hi j R t F ” :5 P 1 T Kat : 3-Z r吒劇口事】 韶* P V Ci O p F 乂 w T P3 1 1V 1 0 口 ALEr PROG I HTO li 3 Z ； Pt 29 ； iIHT1 串事 E 1 f 訃 1 P3 I 42 0 1 1 WW* r 3 匚| ft :1 4 15V PJ F r ” T 3 1 I X1AL1 PJ 工 1A1 l 事常H 1 孫 PJ 1 C N- & 30 Li pa a 圖 3.2 STC8

14、9C52RC 單片機(jī)管腳 各管腳功能： VCC 供電電壓。 GND 接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 口 的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以 被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行 校驗(yàn)時(shí)，P0 俞出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 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(mén)電流。P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下

15、拉 為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口 作為第八位地接 收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因 此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口 當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八 位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀 寫(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2

16、口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地 址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電 流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外 部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口。 3.1.3 ULN2003 芯片簡(jiǎn)介 ULN2003 是大電流驅(qū)動(dòng)陣列，多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC 數(shù)字量輸出卡等控制 第 5頁(yè)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 3.4 電源電路圖 第 6 頁(yè) 電路中。可直接驅(qū)

17、動(dòng)繼電器等負(fù)載。 輸入 5VTTL 電平，輸出可達(dá) 500mA/50V ULN2003 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。 該電路的特點(diǎn)如下： ULN2003的每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè) 2.7K 的基極電阻,在 5V 的工作電壓下它能與 TTL 和 CMO 電路 直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。 ULN2003 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(lèi)要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)其管腳圖如 圖 3.3 J V. IL； 1.1 圖 3.3 ULN2003 芯片引腳圖 3.2 單

18、元模塊電路設(shè)計(jì) 3.2.1 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(jiǎn)單，我們直接用 USB 接口提供 5V 直流電源為電路供電。下圖中的第 2 個(gè)圖是電源指示燈電路，指示是否給 系統(tǒng)加電，第 3 個(gè)圖是濾波電路，第 4 個(gè)圖是為其余芯片供電電路。電路如圖 3.4 : 1 電源模塊電路西華大學(xué)電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 ifF HL； J I i9 mi 7 匚亡 匚 LJ 匚 I I J J 4 4 S S匚 315 out r H 1U + l.1 Jll 卜 .TC 第 7 頁(yè) 322 單片機(jī)主芯片電路 芯片 STC89C52RC 是帶 2K 字節(jié)快閃存儲(chǔ)器

19、的 8 位單片機(jī)。P0-P3 口都是并行 I/O 口, 都可用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。其中 P1 的 P1.4,P1.5 P1.6, P1.7 口用于 LED 顯示的位選 控制；P1.2 高溫報(bào)警；P1.3 用于控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。P2 口用于 LED 數(shù)碼管的段選信號(hào) 輸出，P3.4 用于 DS18B20 溫度檢測(cè)值的輸入，而 P0.0-P0.4 用于按鍵的輸入檢測(cè)，同時(shí) P0 口加上拉電阻。電路如圖 3.5。 IC1 STC12C5A6OS2 單片機(jī)主芯片電略 圖 3.5 單片機(jī)芯片 STC89C52 的電路圖 3.2.3 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的晶振電路，即時(shí)鐘電路。單片機(jī)的工作流程，就是在系統(tǒng)時(shí)

20、鐘的作用下， 一條一條地執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序。單片機(jī)的時(shí)鐘電路由外接的一只晶振和兩只起振電容， 以及單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘電路組成，晶振的頻率越高，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度越快，系統(tǒng) 功耗也會(huì)相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會(huì)下降。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 3.6 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 C1L AIM71 3*4 .1 PAA-I 1 訃12 Weil WeLZ Wd? RST RXD r-.i: iff: L r Tfl. TV1 T1 訂 PtJO 円11 T5T W PW W

21、T P2 0 P2 1 F2_2 P7 5 F2.4 P2.5 P26 M.7 P?1 P22 P?4 F2? 酣滬vcc Ik AXX4 5 A F4 - PM ADOJ CLCK2 PL1ADCI Pl Pl Pl 5 ADC5 MOSI Pie ADC4MISO PWgChECLK P3.CRXD P3 I TXD P3.2 INTO JINTT PJ JTaCLKO P3 5 TL CLKJ Pl 6 WR 円.7目 LkYl cil pOpF 圖 3.6 晶振電路圖 圖 3.8 顯示模塊電路圖 第 8 頁(yè) 324 復(fù)位電路 系統(tǒng)剛上電時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部的程序還沒(méi)有開(kāi)始執(zhí)行，需要一段準(zhǔn)備時(shí)

22、間，也就是復(fù) 位時(shí)間。一個(gè)穩(wěn)定的單片機(jī)系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)復(fù)位電路。當(dāng)程序跑飛或死機(jī)時(shí)，也需要進(jìn)行 系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路有很多種，有上電復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位等，電路如圖 3.7 : 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 第 9 頁(yè) 復(fù)位電路復(fù)位電路 圖 3.7 復(fù)位電路圖 3.2.5 顯示電路 LED 采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，利用單片機(jī)的 I/O 口驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管的亮滅。設(shè)計(jì)中為了 簡(jiǎn)化電路，直接用 P1.5-P1.7 四位來(lái)作為數(shù)碼管的片選信號(hào)，P2 口來(lái)作為其段碼控制 LED 數(shù)值顯示。其電路如圖 3.8： 圖 3.8 顯示模塊電路圖 第 10 頁(yè) 掀科暮模塊 第 11 頁(yè) 326 溫度檢測(cè)電路 設(shè)

23、計(jì)中利用 DS18B20 作為溫度檢測(cè)，并且它能自動(dòng)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入 給單片機(jī)的 P3.4 口，檢測(cè)靈敏，速度較快。模塊電路如圖 3.9： vet - HZZI- R6 = 18BZ0 吩吩 溫度傳感器模塊溫度傳感器模塊 圖 3.9 溫度檢測(cè)電路 327 按鍵控制電路 設(shè)計(jì)中利用五個(gè)按鍵控制，系統(tǒng)的啟、停，模式選擇，以及手控模式下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 增減（默認(rèn)為溫控模式），分別通過(guò)單片機(jī) I/O 口的 P0.0-P0.4 輸入，并且 P0 口加上拉 電阻。電路如圖 3.10 : Wei PTO11 ADC1 上拉電阻 GND 圖 3.10 按鍵控制電路 3.2.8 報(bào)警及電機(jī)電路 西華大學(xué)

24、電氣信息學(xué)院智能化電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 KPI VCC 圖 3.8 顯示模塊電路圖 第 12 頁(yè) 高溫報(bào)警和按鍵發(fā)聲采用同一電路， 通過(guò)單片機(jī)的 P1.2 輸出信號(hào)經(jīng) ULN2003 后控制 此部分，而電機(jī)的控制則由單片機(jī) P1.3 輸出調(diào)制后的波形經(jīng) ULN2003 后驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電 路如圖 3.11圖 3.12 模塊連接總電路 第 13 頁(yè) 圖 3.11 報(bào)警及電機(jī)電路 3.3 模塊聯(lián)接總電路 根據(jù)以上各個(gè)部分的介紹，最后聯(lián)接成整體，實(shí)現(xiàn)從 DS18B20 中采集溫度，將溫度 值一數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)中經(jīng)過(guò)處理后控制顯示以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，隨著溫度的變化，顯示 和電機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)發(fā)生變化， 并且進(jìn)入手控模

25、式后， 通過(guò)按鍵也可以人為控制轉(zhuǎn)速， 其 聯(lián)接總圖如 3.12 : THE 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 m uamhMh 一“ - L . W FTL？：J 生別機(jī)棋Mt 電源舉塊電r-l-te 圖 3.12 模塊連接總電路 第 14 頁(yè) XI 沁 *= 33 Tim wF 第 15 頁(yè) 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 4.軟件設(shè)計(jì) 圖 4.1 程序設(shè)計(jì)流程圖 本設(shè)計(jì)采用 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言進(jìn)行編程，采用模塊化思想，即將其分為很多個(gè)模塊， 有DS18B20 莫塊，顯示模塊，PWM 調(diào)制模塊，高溫報(bào)警模塊，按鍵控制模塊，編程所用 的軟件是 Keil 4，下載程序用

26、到了 STC_ISP_V488 軟件，程序調(diào)試時(shí)仿真用到 Proteus 7.7。 4.2 主程序設(shè)計(jì) 主程序中主要完成將各模塊程序聯(lián)接起來(lái)，并且不斷循環(huán)進(jìn)行，達(dá)到連續(xù)工作，并 且會(huì)進(jìn)行狀態(tài)查詢，當(dāng)開(kāi)啟后才能執(zhí)行程序，否則不斷待機(jī)查詢，最后進(jìn)行是否關(guān)閉查 詢，若沒(méi)有關(guān)閉，正常執(zhí)行，若關(guān)閉則進(jìn)入待機(jī)查詢開(kāi)啟鍵狀態(tài)。流程框圖見(jiàn)圖 4.1 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 第 16 頁(yè) 4.3 主要模塊子程序設(shè)計(jì) 4.3.1 DS18B20 復(fù)位與檢測(cè)子程序 本子程序中首先進(jìn)行 DS18B20 的復(fù)位并查詢是否準(zhǔn)備好，然后寫(xiě)入控制，讀出溫 度： void DS18b20_reset(voi

27、d)/復(fù)位 bit flag=1; while (flag) while (flag) DQ = 1; delay(1); DQ = 0; delay(50); / 550us DQ = 1; delay(6); / 66us flag = DQ; delay(45); 延時(shí) 500us flag = DQ; DQ=1; 從 DS18B20 中讀取溫度的程序如下: int read_temp(void) u8 temp_data2; /讀出溫度暫放 int temp; DS18b20_reset(); / 復(fù)位第 17 頁(yè) write_byte(OxCC); / 發(fā) Skip ROM 命令 w

28、rite_byte(OxBE); / 發(fā)讀命令 temp_dataO=read_byte(); 溫度低 8 位 temp_data1=read_byte(); 溫度高 8 位 temp = temp_data1; temp = 4; 精度 0.0625 所以除以 16 return temp; 4.3.2 顯示子程序 將溫度讀出轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)分別存在 70H-73H 中，在本子程序中將其讀出從 輸出控制數(shù)碼管顯示。 代碼如下 if(get_flag) TH0 = 0 xfc; / 裝入初值 1MS TL0 = 0 x17; start_temp_se nsor(); delay(5); te

29、mperature = (i nt)read_temp(); str0 = tab1temperature%10; str1 = tabtemperature/10%10; get_flag=0; 4.3.4 按鍵掃描子程序 本子程序是進(jìn)行控制模式選擇按鍵查詢，并且進(jìn)入手控模式時(shí)的檔位調(diào)節(jié)查詢，并且伴 有按鍵發(fā)聲，按鍵掃描子程序代碼： 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 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 P0 口 第 18 頁(yè) void key() if(!P1O)開(kāi)電機(jī) while(!P10); M_OPEN = 1; if(!P11)關(guān)電機(jī) while(!P11); M_

30、OPEN = 0; if(!P12)電機(jī)加速 while(!P12); if(PWM_VALUE0) PWM_V ALUE-; if(!P15) 溫控 while(!P15); T_CONTRL = 1; if(!P16)不溫控 while(!P16); T_CONTRL = 0; 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 第 19 頁(yè) 5 系統(tǒng)調(diào)試 5.1 硬件調(diào)試 在完成電路圖的仿真之后，進(jìn)入了實(shí)物設(shè)計(jì)，實(shí)物設(shè)計(jì)主要是對(duì)自己所設(shè)計(jì)的電 路圖進(jìn)去焊接，用到自己電路圖上的所用器件，如果實(shí)在沒(méi)有的，可以用功能相似的器 件來(lái)代替。在完成第一部分的焊接后， 要對(duì)一些部件進(jìn)行電壓的測(cè)量， 第一部分的

31、焊接 主要焊接電阻， 電源，USB 接 口，發(fā)光二極管等，焊接完成后，我們接上 USB 接 口，發(fā) 現(xiàn)電路板上的 USB 接口處的發(fā)光二極管不亮，開(kāi)始并不明確問(wèn)題所在，之后我們使用萬(wàn) 用表對(duì) USP 接口，穩(wěn)壓二極管，電源進(jìn)行電壓的測(cè)量，最后我們發(fā)現(xiàn)時(shí)總控制開(kāi)關(guān)安反， 最后我們只好將按鍵取下重新安裝，然后再加電測(cè)量測(cè)量出來(lái)的電壓值均在 +5.00V 左 右，并且發(fā)光二極管發(fā)亮，說(shuō)明之后焊接的電路正確，之前存在問(wèn)題。 之后我們斷開(kāi)電源再將電路素所需要的芯片的連接板和電容等器件焊接到電路 板上，焊接時(shí)必須注意芯片和電容的正負(fù)極，例如電容的正負(fù)極判斷為“長(zhǎng)正短負(fù)” ， 就是電容所接的長(zhǎng)的那根導(dǎo)線接正

32、極，短的那根接負(fù)極。在焊接完成之后，我們?cè)俅谓?通電源和 USP 接 口的電源，按下開(kāi)關(guān)電源，USB 接 口處的發(fā)光二極管再次發(fā)亮，此時(shí)再 次用萬(wàn)用表對(duì)電路板的電源，穩(wěn)壓二極管， USB 接口及其各個(gè)芯片和單片機(jī)進(jìn)行電壓的 測(cè)量，測(cè)量出來(lái)的全部都在+5.00 V，說(shuō)明電路正確，此時(shí)我們將所用的芯片包括單片機(jī) 接上電路板，然后開(kāi)啟電源，將程序載入單片機(jī)運(yùn)行整個(gè)電路，我們發(fā)現(xiàn) LED 數(shù)碼管顯 示存在問(wèn)題，主要是第二位位選可能存在問(wèn)題，并且顯示較暗，后來(lái)我們總結(jié)發(fā)現(xiàn)是 LED 直接由單片機(jī)接出負(fù)載，而單片機(jī)的接負(fù)載能力很差，所以很暗，并且 LED 存在問(wèn)題， 最后在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)原理圖，靈活做

33、一些變動(dòng)，添加了電阻、三極管驅(qū)動(dòng)，另外， 更換了 LED 顯示屏，使其顯示非常正常和明亮。 由于老師給的外部電路是萬(wàn)用板，所以我們必須自己焊接電路，并且要自己連接導(dǎo) 線，焊接完成后，將程序下載到單片機(jī)中運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)電機(jī)不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，而且報(bào)警器不 斷報(bào)警，最后我們檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，ULN2003 的公共端我們沒(méi)有接地，因此我們將其接地后在 進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)一切都正常?？偨Y(jié)本次自己動(dòng)手焊接和調(diào)試電路發(fā)現(xiàn)自己在動(dòng)手能力方 面還有很多不足，但是能夠自己在老師的指導(dǎo)下找出問(wèn)題解決問(wèn)題，自己覺(jué)得這是一個(gè) 很大的進(jìn)步。 5.2 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，一個(gè)小的疏忽就可能造成軟硬件結(jié)合時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。我 們?cè)诒敬?/p>

34、調(diào)試中主要出現(xiàn)了一個(gè)錯(cuò)誤，就是中斷程序處理不當(dāng)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，經(jīng) 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 第 20 頁(yè) 過(guò)仔細(xì)整理后，才找出問(wèn)題： 最初的程序段： mai n() un sig ned char TempH,TempL; TMOD=0 x01;定時(shí)器設(shè)置 THO=Oxef; TL0=0 xf0; IE=0 x82; TR0=1; P2=0 x00; coun t=0; while(1) str2=tab(temp%1000)/100; /十位溫度 str3=tab1(temp%100)/10; /個(gè)位溫度,帶小數(shù)點(diǎn) str4=tabtemp%10; 小數(shù) if(flag

35、_get=1) /定時(shí)讀取當(dāng)前溫度 temp=ReadTemperature(); flag_get=0; 改進(jìn)后的程序段： mai n (void) /TMOD=0 x11; /T0 方式 1 計(jì)數(shù) T1 方式 1 計(jì)數(shù) TMOD |= 0 x01; TH0 = 0 xfc; 裝入初值 1MS第 21 頁(yè) P2 = 0 x00; LED = 1; PWM = 0; DS18B20nit(); while(1) key(); if(get_flag) TH0 = 0 xfc; / 裝入初值 1MS TL0 = 0 x17; start_temp_se nsor(); delay(5); tem

36、perature = (in t)read_temp(); str0 = tab1temperature%10; str1 = tabtemperature/10%10; get_flag=0; 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 TR0 = 1; ET0 = 1; EA = 1; /啟動(dòng) to 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 TLO = 0 x17; 第 22 頁(yè) 6 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 6.1 系統(tǒng)功能 該系統(tǒng)是針對(duì)電腦散熱而設(shè)計(jì)，能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)箱內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，并自動(dòng)將溫度值 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，然后在 LED 顯示頻上準(zhǔn)確無(wú)誤的顯示；通過(guò)對(duì)送入溫度 進(jìn)行分析，判

37、斷溫度有無(wú)達(dá)到最大溫度，如果達(dá)到就進(jìn)行報(bào)警，給人們警示。當(dāng)我們選 擇溫控模式時(shí)，就將送入的溫度值參與 PWM 調(diào)制，當(dāng)溫度不斷增大時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不斷 增加，反知，隨著溫度減小，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也減??；當(dāng)進(jìn)入手控模式時(shí)，我們可以任意增大 減小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，同時(shí)當(dāng)我們對(duì)按鍵進(jìn)行操作時(shí)，報(bào)警模塊 LED 點(diǎn)亮提醒操作成功， 從而設(shè)計(jì)顯得人性化，舒適化。 6.2 指標(biāo)參數(shù) 在主電路板中需要測(cè)量出的參數(shù)：電源電壓，各個(gè)芯片的電壓以及單片機(jī)的電壓， 以下為各電壓的值： 1. 電源電壓的測(cè)量值為 5.00V 3. 芯片的電壓值：ULN2003 勺電壓測(cè)量值為 5.02V，MAX232 勺電壓測(cè)量值為 5.00V， 4.

38、 單片機(jī)的電壓值為 4.98V 5. 電機(jī)運(yùn)行時(shí)其兩端的電壓是 5.00V 所以對(duì)于電源為 5V 電路來(lái)說(shuō)，以上參數(shù)都是正確的。 其余的參數(shù)如下： 1. 電路板中單片機(jī)的晶振電路中晶振元件 12MHZ 2. 高溫報(bào)警電路中的限流電阻的大小為 100 3. 顯示模塊中的電阻大小為 4.7K 并且在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下，各個(gè)模塊的電壓，電阻等參數(shù)均正常。 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 7 結(jié)論 本設(shè)計(jì)通過(guò)硬件焊接，軟件編程以及重要的軟硬件調(diào)試之后，實(shí)現(xiàn)了最初預(yù)想的各 項(xiàng)功能，雖不說(shuō)一帆風(fēng)順，但完成了要求。并且除了要求的溫度讀取、顯示、控制電機(jī) 等基本功能外，第 23 頁(yè) 我們還增加了手

39、控模式，高溫報(bào)警，按鍵發(fā)聲提醒等功能，使設(shè)計(jì)更加 人性化。 智能化的電腦散熱系統(tǒng)不僅能夠用于電腦的散熱， 其實(shí)也可以用于普通風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 之中，本設(shè)計(jì)可以說(shuō)是多方面的考慮。而增加手控模式的好處在于，不同電腦的性能和 CPU產(chǎn)熱量也不太一樣，而本設(shè)計(jì)對(duì)溫度控制電機(jī)的靈敏度相當(dāng)高，對(duì)于溫度過(guò)高的電 腦或者溫度變化很快的電腦而言，比較適宜。對(duì)于一些電腦散熱不是很多，溫度變化比 較穩(wěn)定的電腦，可以采用手控設(shè)定檔位，減小能耗，使散熱系統(tǒng)壽命更長(zhǎng)。對(duì)于很多用 按鍵控制的系統(tǒng)沒(méi)有添加按鍵提醒部件，雖說(shuō)可以減小能耗，但是對(duì)于操作不是很明確， 當(dāng)你按下時(shí)，如果變化不大的情況下，你不能確定操作是否成功；倘若有了提醒

40、裝置， 每次操作成功都有提醒，既能給人們帶來(lái)方便，也能方便檢修。 設(shè)計(jì)雖然成功了，但是并沒(méi)有正在用于電腦內(nèi)部散熱，若條件允許便能真正檢測(cè)出 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性和安全性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)集中的對(duì)我們數(shù)模電電路知識(shí)，C 語(yǔ)言學(xué)習(xí), 以及實(shí)際動(dòng)手能力進(jìn)行了綜合性的考察，由于我們對(duì)一些器件的了解程度不是很高，所 以，對(duì)于我們的設(shè)計(jì)還有很多改進(jìn)的地方，比如：直流電機(jī)可以改成效率更高，能耗更 低的電機(jī)等。第 24 頁(yè) 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 8 總結(jié)與體會(huì) 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)很多學(xué)科有了深入的學(xué)習(xí)和理解，對(duì)電路也有了新的體會(huì)，在 設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要做了兩方面的設(shè)計(jì)：一就是軟件的設(shè)計(jì)。二是硬件電

41、路的設(shè)計(jì)。在軟 件設(shè)計(jì)中本系統(tǒng)的軟件部分主要是利用 C 語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)的，更加深入的鞏固了我們的 C 語(yǔ) 言知識(shí)，增加了我們的編程能力和經(jīng)驗(yàn)。 簡(jiǎn)單儀器原理與設(shè)計(jì)的課程是通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生所要掌握的， 是實(shí)踐教學(xué)不可缺少 的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)智能儀器的興趣，加深對(duì)智能儀器的 理解，開(kāi)闊視野，也能為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。學(xué)生基本上經(jīng)歷了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，擴(kuò)大了學(xué)生實(shí)踐的內(nèi)容，從而取得了較好的教學(xué)實(shí)踐效果。任何收獲都 要付出巨大的努力，我們思考，閱讀，動(dòng)手，這讓我們受益匪淺，其樂(lè)無(wú)窮。 經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的努力，我們終于成功的完成了本次課程設(shè)計(jì)。再設(shè)計(jì)過(guò)程中我們又 很多收

42、獲當(dāng)然也遇到很多困難。譬如說(shuō)不能把書(shū)本上的知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。還有當(dāng)我們 第一次把硬件電路做出來(lái)以后就在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn) LED 工作不正常，原來(lái)是我們沒(méi)有按照管 腳的正確順序連接電路來(lái)驅(qū)動(dòng) LED 顯示，在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)了我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考問(wèn)題， 解決問(wèn)題的能力，也增加了我們實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐的能力。 在這次設(shè)計(jì)的軟件部分是使用 C 語(yǔ)言，考慮到剛剛學(xué)過(guò)，并且想通過(guò)本次設(shè)計(jì)加深 對(duì) C語(yǔ)言的理解和熟悉，增強(qiáng)編程能力。C 語(yǔ)言執(zhí)行效率較高，代碼精簡(jiǎn)；它的可讀性 較好，容易理解。通過(guò)設(shè)計(jì)也能大大加深對(duì)軟硬件的結(jié)合掌握和學(xué)習(xí)。 本次設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我們查閱資料的方法和技巧，更是大大的提高了我們自學(xué)的能力， 同時(shí)也增強(qiáng)

43、了我們的動(dòng)手能力。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)趯?duì)這門(mén)技術(shù)上有了更深刻的認(rèn)識(shí)，也從實(shí)踐中去感受到 了技術(shù)給我們?cè)O(shè)計(jì)帶來(lái)的改變與進(jìn)步。我們不僅基本掌握了軟件的使用，還對(duì)電子設(shè)計(jì) 的思路有了更多的認(rèn)識(shí)。 在這一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們?nèi)齻€(gè)人一起查資料、一起討論、一起交流， 最終我們決定了設(shè)計(jì)方案并成功完成設(shè)計(jì)，這些都培養(yǎng)了我們的團(tuán)結(jié)合作精神，這次設(shè) 計(jì)讓我們受益匪淺。 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 第 25 頁(yè) 9 參考文獻(xiàn) 1 譚浩強(qiáng) C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第三版）J.北京：清華大學(xué)出版社，2005 2 張毅剛、彭喜元單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2003 3 張海兵、李敏

44、.PROTEL 電路設(shè)計(jì)實(shí)例與分析J.北京：人民郵電出版社， 2005 4 李春葆、金晶.C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)輔導(dǎo)M.北京：清華大學(xué)出版社,2007 楊將新、李華軍單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用（第三版） M.北京：電子工業(yè)出版社，2006 魯捷、焦振宇.PROTEL 2004 電路設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社， 2006 7 康光華陳大欽 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版） M.高等教育出版社.1987 8 謝自美 主編電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).測(cè)試（第二版）M.華中理工大學(xué)出版社， 2005 9 王為青，邱文勛 51 單片機(jī)開(kāi)發(fā)案例精選J.人民郵電出版社，2001 , （5） : 45-47 10 邊海龍，孫永奎單

45、片機(jī)開(kāi)發(fā)與典型工程項(xiàng)目實(shí)例詳解 J.電子工業(yè)出版社，2008 11 康光華、鄒壽彬電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版） M.北京：高等教育出版社，2006 12 謝維成，劉勇微機(jī)原理與接口技術(shù)M.華中科技大學(xué)出版社，2009 13 張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用M.高等教育出版社，2003第 26 頁(yè) 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 附錄 1: ISIS 仿真圖、PCB 板圖、實(shí)物圖 I I Tbl Vrt cr Qr qr pr or ? * / * : * * 3 ? + r r F * r r 附圖 1、ISIS 仿真圖 在單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建上采用了 12MHZ 的晶振作為晶振電路核心，

46、復(fù)位選用按 鍵復(fù)位方式，溫度檢測(cè)模塊使用 P3.4 來(lái)接收數(shù)據(jù)，按鍵模塊選用 P1 口來(lái)控制，數(shù)碼管 選用P0 口發(fā)送段碼，用 P2 口發(fā)送位碼，P3.0 口用于報(bào)警電路，實(shí)際上還有大把的 IO 口資源可以使用，還可以實(shí)現(xiàn)更多的功能。仿真的時(shí)候最大的問(wèn)題是 ULN2003 模塊的 搭建以及使用，由于之前沒(méi)有對(duì)它理解透徹，導(dǎo)致出了許多問(wèn)題，但是最后在細(xì)心查資 料之后終于將它調(diào)試成功。 1? MALI 旳加U PD1AC1 旳 酗 出 FnjAL.l PIUMI4 心諦茵 fO5ftE6 M.E 巨 P2.UCS F22AD P23ftfl I2U12 P2SA0 IKAH *劉利錚 ra.i/r

47、a F33i MMHT pi.rn FI佇 P7J&JW 132. k;亡 kE RFl; RI；inQ irn liH jm kW 訓(xùn) IIU trUl J IMH IUJ J1 :TEC .XTA12 P1M2 11 !30一 13 -LT ULKira，忑 15 4 3期丄上工g g!c!c丈兀C5C8C1CC5C8C1C 第 27 頁(yè) 附圖 2、實(shí)物圖 在實(shí)物調(diào)試上面按鍵模塊，電機(jī)模塊算是比較順利的，但是在數(shù)碼管顯示溫度模塊 上面一直有問(wèn)題，調(diào)試了很久都沒(méi)有進(jìn)展，在上網(wǎng)查了許多資料后才知道原因是中斷干 擾了數(shù)碼管掃描，還有一個(gè)問(wèn)題是數(shù)碼管的管腳排列， ABCDEFGH DP 必

48、須對(duì)應(yīng)管腳 第 28 頁(yè) 11、7、4、2、1、10、5、3 來(lái)依次連接 P0.0 P0.7 。第 29 頁(yè) 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 附圖 3、PCB 圖 此 PCB 圖是用 AD09 畫(huà)的，AD09 相對(duì)于 PROTEL 來(lái)說(shuō)，庫(kù)更多，且更容易與電腦兼 容，操作簡(jiǎn)便。把原理圖連接好之后，剩下的就是布線了，總的來(lái)說(shuō)還是比較順利的， 并不麻煩。茅 BQ 白島Big 00X00 QOOQOQOOOOO0QOO0OQ 第 30 頁(yè) 附錄 2:程序源代碼 #in elude #in elude #in elude vintrin s.h typedef un sig ned int

49、 u16; typedef un sig ned char u8; un sig ned char code tab= 0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8, 0 x80,0 x90;/ 數(shù)碼管段碼表共陽(yáng) un sig ned char code tab1= 0 x40,0 x79,0 x24,0 x30,0 x19,0 x12,0 x02,0 x78, 0 x00,0 x10; #defi ne no ps(); _no p_(); _n op_(); _nop_(); _ nop_();/ 定義空指令 #defi ne PWM_MA

50、X 20 #defi ne TEMP_MIN : 20 #defi ne TEMP_MAX 80 u16 str2; int temperature; /溫度值 u8 PWM_VALUE=0; /PWM 值 bit M_OPEN=0; / 默認(rèn)電機(jī)關(guān) bit T_CONTRL=1; / 默認(rèn)溫控 bit get_flag=1; / 溫度采集 sbit DQ =P1A7; / 溫度 DS18B20 sbit LED=P3A0; / 報(bào)警 sbit PWM=P3A7; /PWM 輸出 sbit P10=P1A0; / 開(kāi) sbit P1 仁 P1; / 關(guān) sbit P12=P1A2; / 加速

51、sbit P14=P1A4; / 減速 sbit P15=P1A5; / 溫控 sbit P16=P6; / 不溫控 void delay (un sig ned int i)/ 延時(shí)函數(shù) while(i-); void DS18b20_reset(void) 復(fù)位 bit flag=1; while (flag) while (flag) DQ = 1; delay(1); DQ = 0; delay(50); / 550us DQ = 1; delay(6); / 66us flag = DQ; delay(45); / 延時(shí) 500us flag = DQ; DQ=1; /*18B20

52、寫(xiě) 1 個(gè)字節(jié)函數(shù)，向 1-WIRE 總線上寫(xiě) 個(gè)字節(jié)*/ void write_byte(u8 val) u8 i; for (i=0; i= 1; / 右移一位 DQ = 1; delay(1); /*18B20 讀 1 個(gè)字節(jié)函數(shù)，從 1-WIRE 總線上讀取 一個(gè)字節(jié)*/ u8 read_byte(void) u8 i, value=0; for (i=0; i= 1; DQ = 0; no ps(); /4us DQ = 1; no ps(); /4us if (DQ) value|=0 x80; delay(6); /66us DQ=1; return(value); /*啟動(dòng)溫度

53、轉(zhuǎn)換*/ void start_temp_se nsor(void) DS18b20_reset(); write_byte(0 xCC); / 發(fā) Skip ROM 命令 write_byte(0 x44); / 發(fā)轉(zhuǎn)換命令 /*讀出溫度*/ int read_temp(void) u8 temp_data2; / int temp; DS18b20_reset(); / write_byte(0 xCC); / write_byte(0 xBE); / temp_data0=read_byte(); / 溫度低 8 位 temp_data1=read_byte(); / 溫度高 8 位 t

54、emp = temp_data1; temp = 4; / 精度 0.0625, 所以除以 16 return temp; /*18B20 初始化 void DS18B20nit() DS18b20_reset(); write_byte(0 xCC);/ write_byte(0 x4E);/ write_byte(0 x7F); 為 12 位精度 write_byte(0 x7d);/ 9 位精度 write_byte(0 x1);/ 9 位精度 write_byte(0 x1F);/讀出溫度暫放 復(fù)位 發(fā) Skip ROM 命令 發(fā)讀命令 *劉 跳過(guò) ROM 與奇存器 將配置寄存器配置

55、將配置寄存器配置為 將配置寄存器配置為 將配置寄存器配置為 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 第 32 頁(yè) 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 DS18b20_reset(); * 按鍵掃描 * */ void key() if(!P1O) 開(kāi)電機(jī) while(!P10); M_OPEN = 1; if(!P11) 關(guān)電機(jī) while(!P11); M_OPEN = 0; if(!P12) 電機(jī)加速 while(!P12); if(PWM_VALUE0) PWM_VALUE-; if(!P15) 溫控 while(!P15); T_CONTRL = 1; if(!P16) 不

56、溫控 while(!P16); T_CONTRL = 0; /* */ mai n (void) TMOD=Ox11; /TO 式 1 計(jì)數(shù) TMOD |= 0 x01; TH0 = 0 xfc; / TL0 = 0 x17; TR0 = 1; / 主 函 數(shù) 方式 1 計(jì)數(shù) T1 方 裝入初值 1MS 啟動(dòng) t0 ET0 = 1; EA = 1; P2 = 0 x00; LED = 1; PWM = 0; DS18B20_I nit(); while(1) key(); if(get_flag) TH0 = 0 xfc; / 裝入初值 1MS TL0 = 0 x17; start_temp_

57、se nsor(); delay(5); temperature (in t)read_temp(); str0 = tab1temperature%10; str1 = tabtemperature/10%10; get_flag=0; 第 33 頁(yè) u16 cou nt=O; / 定時(shí)次數(shù)，每次 1ms u16 cou nt1=0; u8 temp_value=O; void t0() in terrupt 1 using 2 TH0=0 xfc; / 重裝 t0 TL0=0 x17; if(cou nt=PWM_MAX) cou nt=O; else coun t+; /* 電機(jī)控制*/

58、 if(T_CONTRL) 溫控 if(temperatureTEMP_MAX) temp_value = PWM_MAX; LED = 0; else if(temperatureTEMP_MIN) temp_value (temperature-TEMP_MIN)*PWM_MAX/ (TEMP_MAX-TEMP_MIN); LED = 1; else temp_value = 0; LED = 1; if(M_OPEN)/ 電機(jī)開(kāi) if(cou nt=O) PWM = 1; if(cou nt=temp_value) PWM=0; else PWM=0; else if(M_OPEN)/ 電機(jī)開(kāi) if(cou nt=O) PWM = 1; if(cou nt=PWM_VALUE) PWM=0; else PWM=0; /* 數(shù)碼管掃描和溫度檢測(cè)*/ if(cou nt%10=0)/10ms if(cou nt1=50) cou nt 仁 0; else coun t1+; if(cou nt1=0) get_flag=1; if(cou nt1%2=0) P2=0 x80;*to 定時(shí)*中斷函數(shù)*/ 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 第 34 頁(yè) P0=str1; else P2=0 x40; PO=strO; 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