智能电脑散热系统设计报告(编辑修改稿)

智能电脑散热系统设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

个 TTL 门电流，当 P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校 验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口。 ULN2020 芯片简介 ULN2020 是大电流驱动阵列 ,多用于单片机、智能仪表、 PLC、数字量输出卡等控制 第 6 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 电路中。 可直接驱动继电器等负载。 输入 5VTTL 电平，输出可达 500mA/50V。 ULN2020是高耐压、大电流达林顿陈列 ,由七个硅 NPN 达林顿管组成。 该电路的特点如下 : ULN2020 的每一对达林顿都串联一个 的基极电阻 ,在 5V 的工作电压下它能与 TTL和 CMOS 电路 直接相连 ,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。 ULN2020 是高压大电流达林顿 晶体管 阵列系列产品 ,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点 ,适应于各类要求高速大功率驱动的系统 其管脚图如图 图 ULN2020芯片引脚图 单元模块电路设计 电源电路 电源电路主要是为系统提供电源 ， 在本设计中，为了使电路简单，我们直接用 USB接口提供 5V 直流电源为电路供电。 下 图中的第 2 个图是电源指示灯电路，指示是否给系统加电，第 3 个图是滤波电路 ，第 4个图是为 其余芯片供电 电路。 电路如图 ： 图 电源电路 图 第 7 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 单片机主芯片电路 芯片 STC89C52RC 是带 2K字节快闪存储器的 8 位单片机。 P0P3 口都是并行 I/O口，都可用于数据的输入和输出。 其中 P1 的 ,， ， 口用于 LED 显示的位选控制； 高温报警； 用于控制直流电机的转速。 P2 口用于 LED 数码管的段选信号输出， 用于 DS18B20 温度检测值的输入，而 用于按键的输入检测，同时P0 口加上拉电阻。 电路如图。 图 单片机 芯片 STC89C52的电路图 时钟电路 单片机的晶振电路，即时钟电路。 单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。 单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单 片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。 单片机系统常用的晶振频率有 6MHz、 11． 0592MHz、12MHz、本 系统 采用 11． 0592MHz 晶振，电容选 30pF，电路如图 ： 图 晶振电路 图 第 8 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 复位电路 系统刚上电时，单片机内部的程序还没有开始执行，需要一段准备时间，也就是复位时间。 一个稳定的单片机系统必须设计复位电路。 当程序跑飞或死机时，也需要进行系统复位。 复位电路有很多种， 有上电复位，手动复位等，电路如图 ： 图 复位电路 图 显示电路 LED 采用 共阳极数码管， 利用单片机的 I/O 口驱动 LED 数码管的亮灭。 设计中为了简化电路，直接用 四位来作为数码管的片选信号， P2 口来作为其段码控制 LED数值显示。 其电路如图 ： 图 显示 模块电路 图 第 9 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 温度检测电路 设计中利用 DS18B20 作为温度检测，并且它能自动将温度信号转换成数字信号输入给单片机的 口，检测灵敏，速度较快。 模块电路如图 ： 图 温度检测电路 按键控制电路 设计中 利用五个按键控制，系统的启、停，模式选择，以及手控模式下的风扇转速增减（默认为温控模式），分别通过单片机 I/O 口的 输入，并且 P0 口加上拉电阻。 电路如图 ： 图 按键控制电路 报警及电机电路 高温报警和按键发声采用同一电路，通过单片机的 输出信号经 ULN2020 后控制此部分，而电机的控制则由单片机 输出调制后的波形经 ULN2020 后驱动电机。 电路如图 第 10 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 图 报警及电机电路 模块联接总电路 根据以上各个部分的介绍，最后联接成整体，实现从 DS18B20 中采集温度，将温度值一数字信号送入单片机中经过处理后控制显示以及风扇转速，随着温度的变化，显示和电机的转速也会发生变化，并且进入手控模式后，通过按键也可以人为控制转速，其联接总图如 ： 图 模块连接总电路 第 11 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 程序设计原理及所用工具 图 程序设计流程图 本设计采用 51单片机 C语言 进行编程，采用模块化思想，即将其分为很多个模块，有 DS18B20 模块 ，显示 模块 ， PWM调制 模块 ，高温报警 模块 ，按键控制 模块 ，编程所用的软件是 Keil 4，下载程序用到了 STC_ISP_V488 软件，程序调试时仿真用到 Proteus。 主程序设计 主程序中 主要完成将各模块程序联接起来，并且不断循环进行，达到连续工作，并且会进行状态查询，当开启后才能执行程序，否则不断待机查询，最后进行是否关闭查询，若没有关闭，正常执行， 若关闭则进入待机查询开启键状态。 流程框图见图 开始 DS18B中断、定时器初始化 查询各部件、等待18B20 初始数据 从 18B20读出温度并显示 温控模式 中断 非温控模式、手动调速 按下“加速”电机加速， 按下“减速”电机减速 超预设温度报警 温度升高电机转速加快，温度降低电机转速减慢 “关闭”按键，结束 第 12 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 模块子程序设计 DS18B20 复位与检测子程序 本子程序中首先进行 DS18B20 的复位并查询是否准备好，然后写入控制，读出温度： void DS18b20_reset(void)//复位 { 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)。 //延时 500us flag = ~DQ。 } DQ=1。 } 从 DS18B20 中读取温度的程序如下： int read_temp(void) { u8 temp_data[2]。 // 读出温度暂放 int temp。 DS18b20_reset()。 // 复位 第 13 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 write_byte(0xCC)。 // 发 Skip ROM 命令 write_byte(0xBE)。 // 发读命令 temp_data[0]=read_byte()。 //温度低 8 位 temp_data[1]=read_byte()。 //温度高 8 位 temp = temp_data[1]。 temp = 8。 temp |= temp_data[0]。 temp = 4。 //精度 ,所以除以 16 return temp。 } 显示子程序 将温度读出转换后的温度数据分别存在 70H73H 中，在本子程序中将其读出从 P0 口输出控制数码管显示。 代码如下 if(get_flag) { TH0 = 0xfc。 //装入初值 1MS TL0 = 0x17。 start_temp_sensor()。 delay(5)。 temperature = (int)read_temp()。 str[0] = tab1[temperature%10]。 str[1] = tab[temperature/10%10]。 get_flag=0。 } 按键扫描子程序 本子程序是进行控 制模式选择按键查询，并且进入手控模式时的档位调节查询，并且伴有按键发声，按键扫描子程序代码： 第 14 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 void key( ) { if(!P10)//开电机 { while(!P10)。 M_OPEN = 1。 } if(!P11)//关电机 { while(!P11)。 M_OPEN = 0。 } if(!P12)//电机加速 { while(!P12)。 if(PWM_VALUE50) PWM_VALUE++。 } if(!P14)//电机减速 { while(!P14)。 if(PWM_VALUE0) PWM_VALUE。 } if(!P15)//温控 { while(!P15)。 T_CONTRL = 1。 } if(!P16)//不温控 { while(!P16)。 T_CONTRL = 0。 } } 第 15 页 西华大学 电气信息学院 智能化电子系统 设计 报告 5 系统调试 硬件调试 在完成电路图的仿真之后，进入了实物设计，实物设计主要是对自己所设计的电路图进去焊接，用到自己电路图上的所用器件，如果实在没有的，可以用功能相似的器件来代替。 在完成第一部分的焊接后，要对一些部件进行电压的测量，第一部分的焊接主要焊接电阻，电源， USB 接口，发光二极管等，焊接完成后，我们接上 USB接口，发现电路板上的 USB 接口处的发光二极管不亮，开始并不明确问题所在，之后我们使用万用表对 USP 接口，稳压二极管，电源进行电压的测量，最后我们发现时总控制开关安反，。