基于EM78P468單片機(jī)的電腦監(jiān)視器設(shè)計(jì)

何 靜

摘 要:介紹一種基于EM78P468單片機(jī)的電腦監(jiān)視器,詳細(xì)闡述系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用測(cè)溫模塊反映當(dāng)前電腦CPU的溫度并顯示,當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時(shí)則報(bào)警。采用風(fēng)扇測(cè)速模塊檢測(cè)并顯示三路風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,利用按鍵模塊實(shí)現(xiàn)LCD的復(fù)位,溫度顯示單位的轉(zhuǎn)換;報(bào)警溫度的設(shè)定;時(shí)間的設(shè)定;真實(shí)時(shí)間和工作時(shí)間的顯示等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能齊全,具有低成本、低功耗、高可靠性等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:EM78P468單片機(jī);LCD顯示;A/D轉(zhuǎn)換;電腦監(jiān)視器

中圖分類號(hào):TP3681文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1004-373X(2009)12-139-03

Design of Computer Monitor Based on EM78P468 Single Chip Computer

HE Jing

(Hunan University of Commerce,Changsha,410205,China)

Abstract:The computer monitor based on EM78P468 is introduced in this paper.It is expatiated on the basic frame and the design of software and hardware.It examines computer CPU temperature by temperature module.When the temperature achieves the alarm temperature,then alarming.Simultaneously examines and demonstrates the ventilator speed,Moreover,the design can realize the LCD reset,the unit conversion of temperature display,alarm temperature setting,time setting,work time and real time display by key module.The whole system has characteristics of simple structure,strong functions,low cost,low power and high reliability.

Keywords:EM78P468;LCD display;A/D conversion;computer monitor

0 引 言

在計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸滲入社會(huì)生活各個(gè)層面的今天,使用計(jì)算機(jī)的人越來(lái)越多。在這些人群當(dāng)中,有很大一部分對(duì)電腦硬件并不熟悉,或不懂得維護(hù)。在此設(shè)計(jì)一個(gè)電腦監(jiān)控器,它的功能是及時(shí)反映出電腦主機(jī)內(nèi)部CPU溫度及風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況等,可及時(shí)有效地對(duì)電腦進(jìn)行維護(hù)。

1 系統(tǒng)組成及功能

1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

電腦監(jiān)視器由EM78P468單片機(jī)、按鍵模塊、風(fēng)扇測(cè)速模塊、測(cè)溫模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊等組成,其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)的主要功能

設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能是及時(shí)檢測(cè)電腦CPU的溫度,當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時(shí)則報(bào)警,同時(shí)檢測(cè)并顯示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,當(dāng)風(fēng)扇不工作或工作出現(xiàn)故障時(shí)都可及時(shí)地從轉(zhuǎn)速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。另外,可顯示真實(shí)時(shí)間或電腦工作時(shí)間,以確定電腦工作壽命。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件電路部分包括:EM78P468單片機(jī)、按鍵模塊、風(fēng)扇測(cè)速模塊、測(cè)溫模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊。

2.1 EM78P468單片機(jī)

EM78P468是采用低功耗高速CMOS工藝設(shè)計(jì)開發(fā)出來(lái)的8位單片機(jī)。其內(nèi)部有4K×13位一次性編程ROM,集成了看門狗,RAM,可編程時(shí)鐘計(jì)數(shù)器,內(nèi)部和外部的中斷,掉電模式,LCD驅(qū)動(dòng),紅外發(fā)射功能,三態(tài)雙向I/O口;并且提供程序保護(hù)位來(lái)防止寫入的程序被他人非法讀出。其芯片為64引腳封裝,工作電壓為2.2~5.5 V,工作溫度在0~70 ℃之間。

2.2 RC測(cè)溫模塊

RC測(cè)溫模塊實(shí)際上是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測(cè)熱敏電阻的比例關(guān)系來(lái)求出當(dāng)前溫度。它的電路圖如圖3所示。電路由單片機(jī)和電阻Rs,Rm,Rd及電容C組成。

在圖2中,Rs是標(biāo)準(zhǔn)電阻,用于校正和定標(biāo);Rm是被檢測(cè)的熱敏電阻;Rd是一個(gè)限流電阻,為了使充電電流能保證單片機(jī)不會(huì)損壞,Rd一般取500 Ω左右。可以測(cè)出標(biāo)定電阻和熱敏電阻的放電時(shí)間分別為ts,tm,從而Rm=tmRs/ts。再根據(jù)熱敏電阻的分度表查出對(duì)應(yīng)的溫度。

圖2 RC測(cè)溫模塊

2.3 報(bào)警模塊

報(bào)警模塊的電路圖如圖3所示。電路由4.7 kΩ電阻、NPN三極管和蜂鳴器構(gòu)成。當(dāng)溫度超過(guò)報(bào)警溫度時(shí),由P67腳發(fā)出一個(gè)4 kHz的方波來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。

圖3 報(bào)警模塊

2.4 電壓檢測(cè)模塊

電壓檢測(cè)模塊如圖4所示,通過(guò)P54腳檢測(cè)當(dāng)前電壓來(lái)決定是否進(jìn)入睡眠模式以省電。圖中的Power Jack相當(dāng)于一個(gè)多路開關(guān),提供多路電源并為系統(tǒng)供電,當(dāng)系統(tǒng)正常工作的時(shí)候,開關(guān)接5 V電源,P54腳通過(guò)Power Detect檢測(cè)結(jié)果為高電平,由于二極管的單向?qū)ㄐ阅?VCC左邊的二極管導(dǎo)通,而VCC右邊的二極管處于截止?fàn)顟B(tài),不使用電池;當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí),Power Jack接的是地,所以P54腳通過(guò)Power Detect檢測(cè)結(jié)果為低電平,VCC左邊的二極管處于截止?fàn)顟B(tài),而VCC右邊的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),系統(tǒng)直接進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

2.5 風(fēng)扇測(cè)速模塊

風(fēng)扇測(cè)速模塊如圖5所示。系統(tǒng)的三路風(fēng)扇分別接到三路風(fēng)扇插座上面,每路風(fēng)扇都由12 V電源供電;每路風(fēng)扇插座的1號(hào)端口由VCC(5 V)供電,并通過(guò)Rpm接到I/O端口上。當(dāng)風(fēng)扇正常工作的時(shí)候,會(huì)在每個(gè)插座的1號(hào)端口輸出一系列周期為毫秒級(jí)的方波,這樣只要測(cè)出相應(yīng)的I/O端口單位時(shí)間(1 s)內(nèi)的方波個(gè)數(shù),就可以計(jì)算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

圖4 電壓檢測(cè)模塊

圖5 風(fēng)扇測(cè)速模塊

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 主程序流程圖

系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫,程序主要流程圖如圖6所示。系統(tǒng)程序主要包括了初始化、按鍵子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、報(bào)警子程序、風(fēng)扇測(cè)速子程序、工作時(shí)鐘子程序、顯示子程序、真實(shí)時(shí)鐘子程序總共8個(gè)模塊,共同作用完成本系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能。在本系統(tǒng)當(dāng)中,雖然按鍵僅只有“set”鍵、“up”鍵和“down”鍵3個(gè),但這是設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。下面重點(diǎn)介紹按鍵子程序。

圖6 系統(tǒng)主程序流程圖

3.2 按鍵子程序

3.2.1 按鍵要求實(shí)現(xiàn)的功能

(1) 溫度顯示單位℃/℉的切換:在初始狀態(tài)下,按“up”鍵可以切換溫度的顯示單位。

(2) CPU報(bào)警溫度的設(shè)定:在初始狀態(tài)下,按“set”鍵,溫度顯示由實(shí)際溫度轉(zhuǎn)換為報(bào)警溫度(預(yù)設(shè)值為60 ℃&140℉)。此時(shí),按“up”或“down”鍵可以設(shè)定報(bào)警溫度,設(shè)定完后按“set”鍵鎖定進(jìn)入時(shí)間設(shè)定界面;當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時(shí),蜂鳴器開始報(bào)警,直到按一下“set”鍵后,方才能解除報(bào)警。

(3) 時(shí)間設(shè)定:在初始狀態(tài)下按“set”鍵,溫度顯示由實(shí)際溫度轉(zhuǎn)換為報(bào)警溫度(預(yù)設(shè)值為60℃&140℉),再壓“set”鍵將進(jìn)入時(shí)間設(shè)定界面,按“up”或“down”鍵可以調(diào)整時(shí)針的整數(shù)值,調(diào)整完時(shí)針之后再按“set”鍵鎖定并進(jìn)入分針的設(shè)定模式,同樣按“up”或“down”鍵就可以調(diào)整它的值了,按“set”鍵鎖定。

(4) 真實(shí)時(shí)間和工作時(shí)間的轉(zhuǎn)換:在初始狀態(tài)下按“down”鍵可以切換時(shí)間模式的顯示,累計(jì)工作時(shí)間在24 h之內(nèi)顯示單位為時(shí)/分,超過(guò)24 h就顯示為天。

(5) LCD Reset:同時(shí)按住“up”和“down”鍵約2 s,LCD將復(fù)位,所有值將回到出廠設(shè)置狀態(tài)。

3.2.2 按鍵子程序流程圖

通過(guò)上面的按鍵功能的描述,可以把按鍵子程序理解成為可以通過(guò)“set”鍵調(diào)整狀態(tài),然后每個(gè)狀態(tài)下又有各自的子狀態(tài),這些子狀態(tài)可以通過(guò)“up”或者“down”鍵來(lái)進(jìn)行調(diào)整;最后還有2個(gè)特殊狀態(tài),解除警報(bào)和LCD復(fù)位。

按鍵子程序流程如圖7所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和運(yùn)行,本系統(tǒng)能及時(shí)檢測(cè)電腦CPU的溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時(shí)則報(bào)警,從風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可以判斷風(fēng)扇的情況。還可以顯示電腦的工作時(shí)間,了解電腦的壽命。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能齊全,具有低成本、低功耗、高可靠性等特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了用戶的需求。

圖7 按鍵子程序流程圖

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