采用EM78P468單片機的計算機監視器的設計

　　1 系統組成及功能

　　1．1 系統的構成

　　電腦監視器由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，其系統總體結構框圖如圖1所示。

　　1．2 系統的主要功能

　　設計主要實(shí)現的功能是及時(shí)檢測電腦CPU的溫度，當溫度達到報警溫度時(shí)則報警，同時(shí)檢測并顯示風(fēng)扇轉速，當風(fēng)扇不工作或工作出現故障時(shí)都可及時(shí)地從轉速發(fā)現問(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。

　　2 系統硬件設計

　　系統硬件電路部分包括：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工藝設計開(kāi)發(fā)出來(lái)的8位單片機。其內部有4K×13位一次性編程ROM，集成了看門(mén)狗，RAM，可編程時(shí)鐘計數器，內部和外部的中斷，掉電模式，LCD驅動(dòng)，紅外發(fā)射功能，三態(tài)雙向I／O口；并且提供程序保護位來(lái)防止寫(xiě)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(shí)際上是通過(guò)標準電阻和待測熱敏電阻的比例關(guān)系來(lái)求出當前溫度。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是標準電阻，用于校正和定標；Rm是被檢測的熱敏電阻；Rd是一個(gè)限流電阻，為了使充電電流能保證單片機不會(huì )損壞，Rd一般取500 Ω左右?？梢詼y出標定電阻和熱敏電阻的放電時(shí)間分別為ts。，tm，從而Rm=tmRs／ts。再根據熱敏電阻的分度表查出對應的溫度。

　　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三極管和蜂鳴器構成。當溫度超過(guò)報警溫度時(shí)，由P67腳發(fā)出一個(gè)4 kHz的方波來(lái)驅動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報警聲。

　　2．4 電壓檢測模塊

　　電壓檢測模塊如圖4所示，通過(guò)P54腳檢測當前電壓來(lái)決定是否進(jìn)入睡眠模式以省電。圖中的PowerJack相當于一個(gè)多路開(kāi)關(guān)，提供多路電源并為系統供電，當系統正常工作的時(shí)候，開(kāi)關(guān)接5 V電源，P54腳通過(guò)Power Detect檢測結果為高電平，由于二極管的單向導通性能，VCC左邊的二極管導通，而VCC右邊的二極管處于截止狀態(tài)，不使用電池；當系統掉電時(shí)，PowerJack接的是地，所以P54腳通過(guò)Power Detect檢測結果為低電平，VCC左邊的二極管處于截止狀態(tài)，而VCC右邊的二極管處于導通狀態(tài)，系統直接進(jìn)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(guò)Rpm接到I／O端口上。當風(fēng)扇正常工作的時(shí)候，會(huì )在每個(gè)插座的1號端口輸出一系列周期為毫秒級的方波，這樣只要測出相應的I／O端口單位時(shí)間(1 s)內的方波個(gè)數，就可以計算出風(fēng)扇轉速。

　　3 系統軟件設計

　　3．1 主程序流程圖

　　系統軟件采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，程序主要流程圖如圖6所示。系統程序主要包括了初始化、按鍵子程序、A／D轉換子程序、報警子程序、風(fēng)扇測速子程序、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所要實(shí)現的功能。在本系統當中，雖然按鍵僅只有“set”鍵、“up'’鍵和 “down”鍵3個(gè)，但這是設計中的一個(gè)難點(diǎn)。下面重點(diǎn)介紹按鍵子程序。

　　3．2 按鍵子程序

　　3．2．1 按鍵要求實(shí)現的功能

　　(1)溫度顯示單位℃／°F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報警溫度的設定：在初始狀態(tài)下，按“set”鍵，溫度顯示由實(shí)際溫度轉換為報警溫度(預設值為60℃＆140°F)。此時(shí)，按“up" 或"down"鍵可以設定報警溫度，設定完后按“set”鍵鎖定進(jìn)入時(shí)間設定界面；當溫度達到報警溫度時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始報警，直到按一下“set”鍵后，方才能解除報警。

　　(3)時(shí)間設定：在初始狀態(tài)下按“set”鍵，溫度顯示由實(shí)際溫度轉換為報警溫度(預設值為60 ℃＆140 °F)，再壓“set”鍵將進(jìn)入時(shí)間設定界面，按“up"或“down”鍵可以調整時(shí)針的整數值，調整完時(shí)針之后再按“set”鍵鎖定并進(jìn)入分針的設定模式，同樣按“up"或“down”鍵就可以調整它的值了，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，累計工作時(shí)間在24 h之內顯示單位為時(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將復位，所有值將回到出廠(chǎng)設置狀態(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)行調整；最后還有2個(gè)特殊狀態(tài)，解除警報和LCD復位。按鍵子程序流程如圖7所示。

　　4 結 語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)現場(chǎng)調試和運行，本系統能及時(shí)檢測電腦CPU的溫度和風(fēng)扇轉速，當溫度達到報警溫度時(shí)則報警，從風(fēng)扇轉速可以判斷風(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。系統結構簡(jiǎn)單，功能齊全，具有低成本、低功耗、高可靠性等特點(diǎn)，實(shí)現了用戶(hù)的需求。