何 靜

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

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

中圖分類號:TP3681文獻標(biāo)識碼:B

文章編號: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

在計算機技術(shù)逐漸滲入社會生活各個層面的今天,使用計算機的人越來越多。在這些人群當(dāng)中,有很大一部分對電腦硬件并不熟悉,或不懂得維護。在此設(shè)計一個電腦監(jiān)控器,它的功能是及時反映出電腦主機內(nèi)部CPU溫度及風(fēng)扇運轉(zhuǎn)情況等,可及時有效地對電腦進行維護。

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、按鍵模塊、風(fēng)扇測速模塊、測溫模塊、顯示模塊、報警模塊等組成,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)計主要實現(xiàn)的功能是及時檢測電腦CPU的溫度,當(dāng)溫度達到報警溫度時則報警,同時檢測并顯示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,當(dāng)風(fēng)扇不工作或工作出現(xiàn)故障時都可及時地從轉(zhuǎn)速發(fā)現(xiàn)問題。另外,可顯示真實時間或電腦工作時間,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

系統(tǒng)硬件電路部分包括:EM78P468單片機、按鍵模塊、風(fēng)扇測速模塊、測溫模塊、顯示模塊、報警模塊。

2.1 EM78P468單片機

EM78P468是采用低功耗高速CMOS工藝設(shè)計開發(fā)出來的8位單片機。其內(nèi)部有4K×13位一次性編程ROM,集成了看門狗,RAM,可編程時鐘計數(shù)器,內(nèi)部和外部的中斷,掉電模式,LCD驅(qū)動,紅外發(fā)射功能,三態(tài)雙向I/O口;并且提供程序保護位來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測溫模塊

RC測溫模塊實際上是通過標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測熱敏電阻的比例關(guān)系來求出當(dāng)前溫度。它的電路圖如圖3所示。電路由單片機和電阻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是被檢測的熱敏電阻;Rd是一個限流電阻,為了使充電電流能保證單片機不會損壞,Rd一般取500 Ω左右?？梢詼y出標(biāo)定電阻和熱敏電阻的放電時間分別為ts,tm,從而Rm=tmRs/ts。再根據(jù)熱敏電阻的分度表查出對應(yīng)的溫度。

圖2 RC測溫模塊

2.3 報警模塊

報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)溫度超過報警溫度時,由P67腳發(fā)出一個4 kHz的方波來驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警聲。

圖3 報警模塊

2.4 電壓檢測模塊

電壓檢測模塊如圖4所示,通過P54腳檢測當(dāng)前電壓來決定是否進入睡眠模式以省電。圖中的Power Jack相當(dāng)于一個多路開關(guān),提供多路電源并為系統(tǒng)供電,當(dāng)系統(tǒng)正常工作的時候,開關(guān)接5 V電源,P54腳通過Power Detect檢測結(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,Power Jack接的是地,所以P54腳通過Power Detect檢測結(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)直接進入睡眠狀態(tài)。

2.5 風(fēng)扇測速模塊

風(fēng)扇測速模塊如圖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號端口由VCC(5 V)供電,并通過Rpm接到I/O端口上。當(dāng)風(fēng)扇正常工作的時候,會在每個插座的1號端口輸出一系列周期為毫秒級的方波,這樣只要測出相應(yīng)的I/O端口單位時間(1 s)內(nèi)的方波個數(shù),就可以計算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

圖4 電壓檢測模塊

圖5 風(fēng)扇測速模塊

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 主程序流程圖

系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫,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、報警子程序、風(fēng)扇測速子程序、工作時鐘子程序、顯示子程序、真實時鐘子程序總共8個模塊,共同作用完成本系統(tǒng)所要實現(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,但這是設(shè)計中的一個難點。下面重點介紹按鍵子程序。

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

(3) 時間設(shè)定:在初始狀態(tài)下按“set”鍵,溫度顯示由實際溫度轉(zhuǎn)換為報警溫度(預(yù)設(shè)值為60℃&140℉),再壓“set”鍵將進入時間設(shè)定界面,按“up”或“down”鍵可以調(diào)整時針的整數(shù)值,調(diào)整完時針之后再按“set”鍵鎖定并進入分針的設(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) 真實時間和工作時間的轉(zhuǎn)換:在初始狀態(tài)下按“down”鍵可以切換時間模式的顯示,累計工作時間在24 h之內(nèi)顯示單位為時/分,超過24 h就顯示為天。

(5) LCD Reset:同時按住“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“set”鍵調(diào)整狀態(tài),然后每個狀態(tài)下又有各自的子狀態(tài),這些子狀態(tài)可以通過“up”或者“down”鍵來進行調(diào)整;最后還有2個特殊狀態(tài),解除警報和LCD復(fù)位。

按鍵子程序流程如圖7所示。

4 結(jié) 語

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試和運行,本系統(tǒng)能及時檢測電腦CPU的溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,當(dāng)溫度達到報警溫度時則報警,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間,了解電腦的壽命。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,功能齊全,具有低成本、低功耗、高可靠性等特點,實現(xiàn)了用戶的需求。

圖7 按鍵子程序流程圖

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