《通信工程專業(yè) 基于單片機(jī)的筆記本電腦智能底座設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《通信工程專業(yè) 基于單片機(jī)的筆記本電腦智能底座設(shè)計(jì)（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基于單片機(jī)的筆記本電腦智能底座設(shè)計(jì) 摘 要 筆記本電腦,攜帶便利,體積不大,主要功能可以滿足大部分人的現(xiàn)實(shí)需求,研發(fā)費(fèi)用的減少,此類電腦價(jià)格開(kāi)始被大部分人所認(rèn)可。伴隨使用人員的增加,筆記本電腦也存在較多的使用問(wèn)題。去除費(fèi)用與性能,主要問(wèn)題是散熱。筆記本在功能與便攜性的矛盾中,散熱逐漸變成最主要的因素,散熱始終是筆記本最重要的技術(shù)問(wèn)題。很多時(shí)候電腦崩潰,一般是因?yàn)橄到y(tǒng)高溫問(wèn)題。為處理上述問(wèn)題,專家開(kāi)始研發(fā)出散熱器底座,促使筆記本電腦出現(xiàn)的熱量盡早散發(fā)到外部。也不會(huì)影響電腦的正常使用。其不會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)線路腐蝕問(wèn)題,確保電腦的順利運(yùn)作。良好的基礎(chǔ)在一定程度上增加了此類電腦的使用時(shí)間。

2、 本設(shè)計(jì)主要處理散熱問(wèn)題,設(shè)計(jì)出單片機(jī)控制芯片尋找散熱的方式，根據(jù)單片機(jī)溫度控制和設(shè)計(jì)，主要包含硬件構(gòu)成與軟件設(shè)計(jì)，在硬件設(shè)計(jì)上一般利用溫度傳感器采集信息，利用數(shù)碼管呈現(xiàn)信息，繼電器管控直流電機(jī)的開(kāi)閉等功能本設(shè)計(jì)很好的完成了對(duì)筆記本的溫度監(jiān)控和散熱設(shè)備的運(yùn)行。在成本控制和市場(chǎng)的前提下,該電路簡(jiǎn)單易行,易于批量生產(chǎn)。在實(shí)現(xiàn)散熱與最小費(fèi)用目標(biāo)的基礎(chǔ)上，減少能源與提高智能化水平。 關(guān)鍵詞：散熱底座，單片機(jī)，智能控制 Design?of?smart?base?for?notebook?computer?based?on?single-chip?microcomputer A

3、bstract Besides cost, people are always concerned about heat dissipation. The most important factor in the confrontation between the performance and portability of notebook computers is heat dissipation. The cooling problem of notebook computers has always been the bottleneck of core technology. So

4、metimes it can be unexpected, always because the system temperature is too high. In order to solve this problem, people have designed the heat sink base, the heat can be moved from the laptop to the outside as soon as possible. It does not affect the use of the notebook computer, and its electronic

5、circuit will not be eroded to ensure the normal operation of the notebook computer. A good foundation can extend the life of notebook computers. This design aims at the problem of heat dissipation, and designs a microcontroller chip to control the temperature and heat dissipation. Based on the cont

6、rol and design of the temperature of the single-chip microcomputer, including hardware components and software design, the system is mainly used to collect temperature through the temperature sensor through hardware design. The digital tube displays the temperature value, the relay controls the DC m

7、otor's on and off and other functions. This design perfectly completes the temperature monitoring of the notebook and the operation of the cooling device. Under the premise of cost control and market, the circuit is simple and easy to mass production. Under the premise of completing the cooling func

8、tion and the minimum cost, energy saving and intelligence are realized. Keywords:?cooling base,micro control unit, intelligent control 目 錄 1緒 論 1 1.1課題研究背景 1 1.2課題研究目的及意義 1 1.3筆記本散熱器現(xiàn)狀 1 1.4課題研究的主要內(nèi)容 2 1.5設(shè)計(jì)功能指標(biāo) 2 1.6設(shè)計(jì)任務(wù)分析 2 2總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1?設(shè)計(jì)方案概述 3 2.2?散熱原理和方式 3 2.3 筆記本散熱底座設(shè)計(jì) 4 2.

9、3.1散熱底座的材料 4 2.3.2散熱底座的結(jié)構(gòu) 4 2.3.3散熱底座的性能 4 2.4單片機(jī)選型 5 2.5溫度傳感器選型 5 2.5.1DSl8B20具體參數(shù)及工作方式 6 2.6繼電器選型 7 3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 3.1?單片機(jī)最小系統(tǒng) 9 3.2?單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì) 9 3.3 溫度傳感器電路 10 3.4 繼電器電路 10 3.5 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 11 3.6 總設(shè)計(jì)原理電路圖 12 4系統(tǒng)軟件 13 4.1?主程序設(shè)計(jì) 13 4.2 溫度采集子程序 14 5實(shí)物制作 15 5.1實(shí)物制作過(guò)程 15 5.2智能底座實(shí)物 16

10、5.3智能底座的焊接 16 6系統(tǒng)仿真與調(diào)試 18 6.1硬件調(diào)試 18 6.2軟件調(diào)試 19 6.3調(diào)試問(wèn)題及解決方法 20 6.4測(cè)試結(jié)果 20 7總結(jié)評(píng)價(jià) 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 附錄1：原理圖設(shè)計(jì) 25 附錄2：部分程序源代碼 26 第 32 頁(yè) 1緒 論 1.1課題研究背景 伴隨電子科技的持續(xù)發(fā)展,筆記本電腦研發(fā)與更新的效率持續(xù)提高,功能更加齊全,然而對(duì)于目前普遍使用的筆記本電腦來(lái)說(shuō),依舊出現(xiàn)明顯的問(wèn)題。比如筆記本散熱問(wèn)題,電池續(xù)航水平等;此類電腦發(fā)熱過(guò)高,散熱缺乏的問(wèn)題開(kāi)始被顧客所重視,由于此類電腦散熱較少，會(huì)減少使用時(shí)間,也違背

11、我們目前倡導(dǎo)的低碳生活;基于散熱現(xiàn)象,目前也出現(xiàn)眾多類型的散熱器;一般散熱器的成果并不好,使用時(shí)間短暫，此外不可控等讓顧客在使用的時(shí)候無(wú)法感覺(jué)到效果;在此時(shí)本文主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的智能筆記本散熱器;基本散熱和一般散熱相符合:吹風(fēng)形式,筆記本散熱強(qiáng)制熄滅,增加低溫空氣增加筆記本底部氣流,使筆記本電腦散熱良好效果。 1.2課題研究目的及意義 筆記本電腦,攜帶便利,體積不大,主要功能可以滿足大部分人的現(xiàn)實(shí)需求。伴隨使用人員的增加,筆記本電腦也存在較多的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。這對(duì)于散熱來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,它不僅關(guān)系到能源消耗,甚至影響到電腦的使用時(shí)間。所以,散熱變成最主要的因素。筆記本電腦散熱始終是重要

12、的技術(shù)問(wèn)題。很多時(shí)候筆記本電腦崩潰,一般是因?yàn)橄到y(tǒng)高溫問(wèn)題。為處理上述問(wèn)題,專家開(kāi)始設(shè)計(jì)出散熱器底座,促使此類電腦形成的熱量盡早擴(kuò)散到外部。因此不會(huì)影響現(xiàn)實(shí)使用功能,確保電腦順利運(yùn)作。然而現(xiàn)在市場(chǎng)內(nèi)基本上都是單開(kāi)關(guān)式散熱器,此外操作不變，無(wú)法直接切換,不同通過(guò)溫度變化進(jìn)行控制。 1.3筆記本散熱器現(xiàn)狀 在筆記本電腦中,主要的冷卻方式仍然是空氣冷卻。絕大多數(shù)散熱方法有:風(fēng)扇+熱管+散熱器板組合?，F(xiàn)在,大部分筆記本電腦使用鋁鎂合金外殼,也具有相應(yīng)的散熱功能。眾所周知,在此類電腦底部,一般會(huì)增設(shè)冷卻排氣口,用來(lái)傳輸空氣,對(duì)此類電腦的冷卻來(lái)說(shuō)格外關(guān)鍵。在開(kāi)展此類設(shè)計(jì)時(shí),也需要思考散熱問(wèn)題,一般用腳

13、抬高機(jī)身,然而在溫度太高時(shí),顯得更不情愿,因此筆記本電腦散熱器的輔助作用一直受到重視。 原本的筆記本電腦散熱器直接在底部運(yùn)作,從電腦底部吹散熱量,減少此類電腦產(chǎn)生的熱量,增多冷空氣,加快此類電腦底部的空氣流量,促使筆記本電腦內(nèi)的全部加熱元件全部消散。保持內(nèi)部低溫工作環(huán)境,有效減少筆記本電腦。計(jì)算機(jī)溫度的一種小型裝置。 1.4課題研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)采用ATC89C51單片機(jī)作為控制核心,對(duì)溫度采集模塊進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)的主要工作流程如下:首先,通過(guò)溫度傳感器獲取環(huán)境中的溫度值,采集信息后,在LCD1602液晶屏上顯示。接下來(lái)通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行判斷,如果判斷到環(huán)境中的溫度信息超過(guò)設(shè)定的溫度值,則

14、會(huì)開(kāi)啟風(fēng)扇,如果測(cè)量溫度低于下限則關(guān)閉風(fēng)扇。 1.5設(shè)計(jì)功能指標(biāo) 1、根據(jù)所處的環(huán)境,本設(shè)計(jì)可以通過(guò)按鍵自由設(shè)定溫度值。 2、利用冷卻基座實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度,并在液晶屏上顯示當(dāng)前溫度值。 3、測(cè)量溫度高于設(shè)置的上限溫度時(shí)可以開(kāi)啟風(fēng)扇進(jìn)行散熱,測(cè)量溫度低于設(shè)置的上限溫度時(shí)則關(guān)閉風(fēng)扇。 1.6設(shè)計(jì)任務(wù)分析 1、 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2、 以ATC89C51單片機(jī)作為控制器,對(duì)外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)。該系統(tǒng)的硬件電路主要包括溫度數(shù)據(jù)采集、LCD1602液晶顯示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等。 3、 根據(jù)本設(shè)計(jì)的功能,軟件部分主要分為主程序、初始化子程序、顯示子程序等 4、 硬件電路和軟件的

15、綜合調(diào)試。 2總體方案設(shè)計(jì) 2.1?設(shè)計(jì)方案概述 該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)、外部溫度信息采集電路、控制器電路和冷卻風(fēng)扇控制電路組成。單片機(jī)作為控制核心,將各模塊的控制信息存儲(chǔ)于其中。本設(shè)計(jì)通過(guò)溫度傳感器采集環(huán)境中的溫度信息,如果溫度高于或低于設(shè)定溫度,則將數(shù)據(jù)發(fā)送給微控制器進(jìn)行判斷。會(huì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉風(fēng)扇進(jìn)行散熱處理?？傇O(shè)計(jì)框圖如下: 圖2.1系統(tǒng) 2.2?散熱原理和方式 散熱實(shí)際上是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射等的傳熱過(guò)程。通?？諝饫鋮s技術(shù)主要在桌面上,包括中央處理器、顯卡、電源和底盤(pán)冷卻風(fēng)扇。在筆記本電腦中,空空氣是散熱的關(guān)鍵形式。主要散熱形式是風(fēng)扇、熱管與散熱器的搭配。現(xiàn)在

16、,大部分筆記本電腦使用鋁鎂合金外殼,因此也可以快速散熱。在此類電腦底部，一般增設(shè)散熱通風(fēng)口,用來(lái)傳輸空氣,對(duì)此類電腦的冷卻來(lái)說(shuō)格外重要。此類散熱座的原理一般是:1。由塑料或金屬生產(chǎn)的散熱底座放置在底部運(yùn)作,抬更高筆記本進(jìn)而加快空氣循環(huán)與散熱,得到良好的散熱成果。2。散熱座上裝置眾多冷卻風(fēng)扇,進(jìn)而提升散熱效果。此類冷區(qū)形式主要包含吸氣與吹氣兩類。上述送風(fēng)方式的差異就是空氣流動(dòng)方式差異、吹風(fēng)形成的紊流、主動(dòng)散熱、大風(fēng)壓與阻力虧損，比如在夏季頻繁使用的電風(fēng)扇;層流形成在空氣中。吸力被吸收,也就是被動(dòng)散熱,風(fēng)壓不大,然而空氣流動(dòng)平穩(wěn),比如底盤(pán)風(fēng)扇。 理論角度上,在開(kāi)放條件下,紊流傳熱效率高于層流,然

17、而筆記本底部與散熱基座也就是創(chuàng)建封閉空間,所以通常通風(fēng)方式符合風(fēng)流設(shè)計(jì)要求。我們使用的大部分散熱底座全部安裝吸引風(fēng)扇。 2.3 筆記本散熱底座設(shè)計(jì) 2.3.1散熱底座的材料 現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)普遍采用的材料為:金屬或塑料。前者具備較好的導(dǎo)熱性,然而在所有筆記本底部都安裝防滑墊,此類散熱器無(wú)法粘合起來(lái),所以金屬導(dǎo)熱性無(wú)法被全面激發(fā)。顯然,金屬基材可以充分吸收和擴(kuò)散筆記本電腦發(fā)出的熱量。此外,金屬通常更重，所以制造工藝標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛,假如做工不細(xì)致,就會(huì)影響人身安全。塑料材料一般不重,硬度高。大部分工程塑料通常比金屬更堅(jiān)固。對(duì)于成本和輕量考慮,重量輕和熱量少的筆記本電腦可以選擇更好的塑料散熱底座。但如果是

18、重物、高熱筆記本,則采用金屬材料生產(chǎn)的散熱底座。 2.3.2散熱底座的結(jié)構(gòu) 風(fēng)扇型散熱器底座內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般包含2-4風(fēng)扇,金屬或塑料外殼的內(nèi)置風(fēng)扇。風(fēng)機(jī)供電方案由筆記本USB接口與電源供電。此類電腦冷卻底座的風(fēng)扇大多數(shù)使用吸氣式設(shè)計(jì),主要進(jìn)一步避免空氣干擾的影響,提升綜合效率。 冷卻風(fēng)扇數(shù)目與格局相對(duì)重要。目前筆記本背部一般是電池,剩下的就是加熱組件,比如中央處理器與硬盤(pán),相對(duì)來(lái)說(shuō)是中間的,特別是硬盤(pán),其中大部分都是在手下設(shè)計(jì)的,并且這些部件中的許多通常不被設(shè)計(jì)成風(fēng)扇。因此,在設(shè)計(jì)冷卻底座之前,找出筆記本底座的主要部件并確定最熱的位置。 2.3.3散熱底座的性能 性能確定方法:在相同的

19、環(huán)境下,利用散熱器底座和不使用,將系統(tǒng)的主要溫度參數(shù)記錄在打開(kāi)后五分鐘和1小時(shí),這可能決定散熱器底座的散熱性能。應(yīng)特別重視散熱基礎(chǔ)的噪聲和振動(dòng)問(wèn)題,風(fēng)扇的數(shù)量和質(zhì)量是決定性因素。許多風(fēng)扇會(huì)增加冷卻效果,但相應(yīng)的功耗和噪聲振動(dòng)也會(huì)增加,所以一般使用2~3是合適的。因此,當(dāng)測(cè)試基座時(shí),我們需要仔細(xì)確定噪聲是否可接受,以及是否會(huì)有振動(dòng)影響硬盤(pán)。 2.4單片機(jī)選型 高密度非易失性存儲(chǔ)器生產(chǎn)技術(shù),和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集與輸出引腳兼容。ATMEL的AT89C51多功能8位CPU與單片機(jī)閃爍存儲(chǔ)器之間融合,屬于效率更高的微控制器,為大部分嵌入式控制系統(tǒng)尋找效率高以及費(fèi)用少的方案。 AT89C51

20、單片機(jī)主要具備下述主要功能:4K字節(jié)閃存、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32 I/O端口線、兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5矢量?jī)芍袛嘟Y(jié)構(gòu)、全雙工串行通信端口、片內(nèi)振蕩器與時(shí)鐘電路。此外,AT89C51能縮減0Hz的靜態(tài)邏輯任務(wù),且支持不同軟件可選的節(jié)電形式?？臻e時(shí)期停暫停CPU操作,然而支持RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行通信端口與中斷系統(tǒng)順利操作。掉電時(shí)期儲(chǔ)存RAM內(nèi)容,然而振蕩器暫停且嚴(yán)謹(jǐn)其組件運(yùn)作,一直到硬件復(fù)位。 2.5溫度傳感器選型 達(dá)拉斯半導(dǎo)體數(shù)字溫度傳感器DS1820是全球首個(gè)支持“1-Wire總線”接口的溫度傳感器。1-Wire總線獨(dú)特性和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)可以幫助使用者直接創(chuàng)建傳感器網(wǎng)絡(luò)且引入全

21、新定義來(lái)創(chuàng)測(cè)量系統(tǒng)。 DS18B20支持“1-Wire總線”接口。溫度范圍是-55~125℃,精度在-10℃~85℃時(shí)為0.5℃,實(shí)地溫度由“1線總線”數(shù)字形式進(jìn)行傳送,在一定程度提升抗干擾水平。主要使用在條件較差的實(shí)地溫度測(cè)量,比如環(huán)境控制、設(shè)施或過(guò)程控制、溫度測(cè)試電子產(chǎn)品等。和之前的產(chǎn)品有所差異,此產(chǎn)品支持3V~5.5V的電壓范圍,促使設(shè)計(jì)更加便利，效率更高。DS18B20能設(shè)置9~12位分辨率,精度是+3 0.5 C,可選擇的封裝較小,電壓范圍寬泛。分辨率和用戶設(shè)定報(bào)警溫度存放在EEPROM內(nèi)，可以在停電后維持。 DS1822和DS18B20軟件可以兼容,屬于后者的簡(jiǎn)化版。EEPRO

22、M節(jié)約使用者定義的報(bào)警溫度與分辨率參數(shù),減少到2攝氏度。主要使用在標(biāo)準(zhǔn)不高、費(fèi)用較少的時(shí)候，屬于性價(jià)比高的產(chǎn)品。目前“一線總線”的初期產(chǎn)品,DS1820提出溫度傳感器科技的全新定義。上述兩類軟件在電壓、屬性與封裝部分選擇較多,一般能創(chuàng)建符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的溫度測(cè)量系統(tǒng)。在對(duì)比其他傳感器之后我們就可以知道,DS18B20可以輸出數(shù)字溫度值,不用校正。因此主要使用此方式。具體腳圖如下： 圖2.5 DS18B20管腳圖 2.5.1DSl8B20具體參數(shù)及工作方式 表2.5 部分溫度轉(zhuǎn)換值 溫度 輸入（2進(jìn)制） 輸出（16進(jìn)制） +125℃ 0000 0111 1101 00

23、00 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +25.0625℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H -0.5℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H -10.125℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH -25.0625℃ 1111 1111 0101 1110 EE6FH

24、 -55℃ 1110 1110 0110 1111 FE90H 參數(shù)特性： （1）獨(dú)有的單線接口需要單個(gè)接口引腳就能順利通信 （2）多點(diǎn)綜合測(cè)溫水平，減少分布式溫度測(cè)試環(huán)節(jié)。 （3）無(wú)需外部設(shè)備 （4）使用數(shù)據(jù)線得到電源 （5）需要其他電源 （6）測(cè)試范圍從-55℃到+125℃增量值是0．5℃ （7）使用9位數(shù)字值形式讀取溫度 （8）在1秒(典型值)內(nèi)將溫度變成數(shù)字 （9）使用者可確定非易失性的溫度告警設(shè)定 （10）報(bào)警搜索命令辨別且處理高于溫度標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警。 （11）使用包含工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)產(chǎn)品溫度計(jì)或所有熱系統(tǒng)的恒溫管控。 極限參數(shù): （1）所有引腳相對(duì)

25、地的電壓-0.5V至+7.0V （2）運(yùn)作溫度-55℃至+125℃ （3）儲(chǔ)存溫度-55。C至+125℃ （4）焊接溫度260℃/l0秒 2.6繼電器選型 本設(shè)計(jì)采用電磁繼電器:繼電器是一種電氣控制裝置,屬于在輸入量(勵(lì)磁量)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),在電氣輸出電路中預(yù)定步進(jìn)變動(dòng)的電器。其表現(xiàn)出控制系統(tǒng)(輸入回路)與受控系統(tǒng)(輸出回路)兩者間的彼此影響關(guān)系。一般使用在自動(dòng)控制電路中,本質(zhì)上使用小電流來(lái)管控大電流運(yùn)作的“開(kāi)關(guān)”。所以,其可以在電路內(nèi)進(jìn)行自主調(diào)整、安全保護(hù)與轉(zhuǎn)換電路。此設(shè)備就是具備隔離效果的開(kāi)關(guān)元件。被普遍使用在遠(yuǎn)程控制、遙測(cè)、通信、自主控制、機(jī)電融合、電氣電子設(shè)施等行業(yè)。也是比較

26、關(guān)鍵的控制元件。 圖2.6 電磁繼電器 電磁繼電器使用輸入電路來(lái)操作電磁鐵鐵芯和電樞之間的繼電器 3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1?單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)主要包含單片機(jī)、復(fù)位電路與時(shí)鐘電路三部分。 圖3.1 CPU模塊 3.2?單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì) 本次主要使用AT系統(tǒng)列單片機(jī)，和其他類型的單片機(jī)進(jìn)行比較具備較多優(yōu)勢(shì)。通常來(lái)說(shuō),MCU可以得到充足的資源,此外綜合效率高,也具有較高的抗干擾水平。主要使用內(nèi)部時(shí)鐘電路與具備自復(fù)位作用的復(fù)位電路,參考下圖可知: 圖3.2時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 主要使用內(nèi)部

27、時(shí)鐘為系統(tǒng)尋找時(shí)鐘信號(hào)。AT89C51單片機(jī)是振蕩器提升高增益反向放大器。其中輸入與輸出引腳是XTAL1與XTAL2。主要連接在晶體振蕩器與電容器開(kāi)展細(xì)微調(diào)節(jié)。自激振蕩電路內(nèi)C1與C2可選范圍是30pF前后,然而電容過(guò)低會(huì)降低振蕩頻率、速率、平穩(wěn)性與效率。因此選擇頻率在1.2MHZ~12MHz之間,假如過(guò)高,單片機(jī)速度更高,然而存儲(chǔ)器效率高。為了提升平穩(wěn)性,使用溫度平穩(wěn)、頻率大概是110592MHz的陶瓷電容器。 復(fù)位電路是和單片機(jī)系統(tǒng)平穩(wěn)性相關(guān)的關(guān)鍵條件。其中復(fù)位操作主要包含手動(dòng)與電源兩種形式。電源復(fù)位是任何單片機(jī)的功能。它通過(guò)專用復(fù)位電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào),該復(fù)位電路是系統(tǒng)的初始復(fù)位模式,當(dāng)電

28、源啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)MCU系統(tǒng)正在調(diào)試程序時(shí),可能會(huì)有崩潰、死區(qū)和程序跑掉。手動(dòng)復(fù)位是解決這一問(wèn)題的最佳方法。 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位有四種方式:積分法、差動(dòng)法、比較器法和看門(mén)狗法。前三個(gè)是用離散的元件或集成電路芯片在芯片外部建立的,最后一個(gè)在芯片內(nèi)部,芯片是芯片的一部分。在單片機(jī)系統(tǒng)中使用的復(fù)位電路具有三個(gè)功能:上電復(fù)位、按鍵復(fù)位和按鍵復(fù)位。本文使用按鍵復(fù)位。 3.3 溫度傳感器電路 圖3.3 溫度傳感器接口電路圖 3.4 繼電器電路 一般包含鐵芯、線圈、銜鐵與接觸彈簧等部分。需要在回路兩邊增加相應(yīng)的電壓,線圈可以流過(guò)相應(yīng)的電流,形成電磁效應(yīng)。銜鐵在電磁力影響下,解決復(fù)位彈簧對(duì)鐵

29、芯的拉力,進(jìn)而影響銜鐵和靜觸頭的動(dòng)態(tài)連接。在線圈被阻斷時(shí),電磁力隨之消亡。電樞會(huì)在彈簧反作用力中復(fù)原到原本的位置,進(jìn)而把動(dòng)觸點(diǎn)從之前的靜態(tài)觸點(diǎn)中激發(fā)出來(lái)。通過(guò)這種方式,它可以被吸收和釋放,從而達(dá)到在電路中進(jìn)行傳導(dǎo)和切割的目的。圖3.4繼電器接口電路圖 圖3.4 繼電器接口電路圖 3.5 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 直流電機(jī)由三級(jí)管直接驅(qū)動(dòng),電路使三級(jí)管工作在飽和和截止區(qū)。三極管處于非常低的功率狀態(tài)。它可以通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)管控電機(jī)兩邊的電流,進(jìn)而完成控制目標(biāo)。設(shè)計(jì)便利、費(fèi)用不高、容易完成，主要由三級(jí)管驅(qū)動(dòng)。該回路使三段管工作在飽和或截止區(qū)域。三極管處于非常低的功率狀態(tài)。它起到一個(gè)簡(jiǎn)單的

30、開(kāi)關(guān)功能來(lái)控制電機(jī)兩端的電流,從而達(dá)到控制電機(jī)的目的。 圖3.5直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 3.6 總設(shè)計(jì)原理電路圖 4系統(tǒng)軟件 軟件部分也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分之一。硬件完成后,再加上軟件部分,整個(gè)系統(tǒng)就可以運(yùn)行。系統(tǒng)軟件部分主要包括主程序和系統(tǒng)初始化子程序、電機(jī)控制程序、溫度采集程序等。 4.1?主程序設(shè)計(jì) 圖4-1 主程序流程圖 4.2 溫度采集子程序 圖4.2溫度采集子程序 5實(shí)物制作 5.1實(shí)物制作過(guò)程 硬件組裝之前要仔細(xì)核對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理的正確性，電路的合理性，還有元器件選擇的合適性?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)板焊接出實(shí)際的電路，經(jīng)過(guò)調(diào)試和檢測(cè)來(lái)判斷電路

31、的合理性，然后進(jìn)行電路板的制作、打印和處理。如圖所示,PCB示意圖。 圖5.1PCB示意圖 5.2智能底座實(shí)物 圖 5.2實(shí)物圖 5.3智能底座的焊接 焊接步驟: 焊接正確的方法為準(zhǔn)備、加熱、加焊絲、移走焊絲、移走烙鐵121下面我們依次開(kāi)始。焊接智能底座； 1、檢查部件數(shù)量,及時(shí)更換不合格部件。 2、根據(jù)孔的距離和電路圖選擇一個(gè)適合的方法焊接； 3、焊接元器件，立式插裝的元器件提前折彎把元件折彎，將元器件管腳上錫； 4、按照電路圖與元器件對(duì)號(hào)入座，區(qū)分元器件正負(fù)極； 5、焊接時(shí)時(shí)間不易太長(zhǎng)，避免把鍍銅化掉，形成虛焊； 6、引腳上的鐵絲要裁切得當(dāng)，不要過(guò)長(zhǎng)或者

32、過(guò)短，檢春所有焊點(diǎn)，是否存在漏焊。 焊接注意事項(xiàng) 1、選擇合適的焊絲和助焊劑，使焊接更加美觀。 2、當(dāng)烙鐵被加熱熔化焊料時(shí),焊料均勻地涂有錫。. 3、拿起烙鐵頭時(shí)往上輕抬，之后再離開(kāi)埠絲。 4、焊點(diǎn)應(yīng)呈現(xiàn)正弦波的形狀。 5、電烙鐵使用空畢應(yīng)放回烙鐵架上，不能隨意擱置。 6系統(tǒng)仿真與調(diào)試 Proteus軟件是英國(guó)Lab Center電子學(xué)研發(fā)的EDA軟件。其不只具備重要的仿真功能,此外還能模擬MCU與外圍設(shè)施。也是模擬單片機(jī)與外圍設(shè)施的最佳方式。Proteus是英國(guó)知名EDA工具(仿真方式)。從原理圖、代碼調(diào)試到MCU與外圍電路,按鍵切換到PCB設(shè)計(jì),可以完成從定義到產(chǎn)品的整

33、個(gè)設(shè)計(jì)。也是全球重要上的融合電路仿真、PCB設(shè)計(jì)與虛擬模型仿真三部分的平臺(tái)。在具體編譯時(shí)，其也可以支持多種編譯器,比如IAR、Keil和MPLAB。具體仿真圖參考: 圖 6.1電路仿真圖 6.1硬件調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試和靜態(tài)調(diào)試是用戶系統(tǒng)工作之前的硬件檢查過(guò)程。 首先,應(yīng)該檢查表面,也就是說(shuō),應(yīng)該仔細(xì)檢查印刷電路板的所有連接線。通過(guò)目視檢查確定了一些明顯的安裝和連接誤差,并及時(shí)消除。其次,萬(wàn)用表用于測(cè)量情況。它主要是對(duì)視覺(jué)干擾的測(cè)量,特別是電源與地面之間的短路。最終是電源查看。開(kāi)啟電源之后,查看芯片電源電壓是否合理,還能使用手觸摸,查看有沒(méi)有存在燙傷問(wèn)題,芯片是否存在不正常問(wèn)題,是否進(jìn)

34、入后續(xù)調(diào)試。 圖6.2硬件電路 6.2軟件調(diào)試 系統(tǒng)軟件使用模塊化程序設(shè)計(jì)方式編撰,之后填寫(xiě)到KEIL編譯器編程內(nèi)開(kāi)展調(diào)試。在設(shè)備支持下,把初始調(diào)試程序加載到主模塊內(nèi),依照下述方式開(kāi)始操作: 程序調(diào)試可以由一個(gè)模塊和一個(gè)子程序來(lái)完成,從程序中可以發(fā)現(xiàn)程序的死循環(huán)、機(jī)器代碼的錯(cuò)誤和傳輸?shù)刂返腻e(cuò)誤,并且可以找到被測(cè)系統(tǒng)中軟件算法和硬件設(shè)計(jì)的誤差。如圖6.3所示。 圖6.3 單片機(jī)程序調(diào)試 6.3調(diào)試問(wèn)題及解決方法 在硬件故障和軟件模塊調(diào)試的情況下,系統(tǒng)的在線調(diào)試也是必要的。當(dāng)系統(tǒng)被調(diào)試時(shí),所有的硬件電路都應(yīng)該被連接,應(yīng)用模塊將被分組在一起,以調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件。系統(tǒng)

35、調(diào)試是為了消除軟件和硬件中的殘差,使整個(gè)系統(tǒng)能夠完成預(yù)定的任務(wù)并滿足所需的技術(shù)性能指標(biāo)。如圖5-4所示。 1、調(diào)試期間檢查組件的故障。造成這種情況的原因有兩個(gè):一是部件在購(gòu)買時(shí)損壞,另一方面是由于安裝誤差燒壞了設(shè)備?？梢詸z查部件的類型、規(guī)格和安裝以及設(shè)計(jì)要求。 2、電源問(wèn)題。在通電以前,查看電源電壓高低與極性,不然就會(huì)導(dǎo)致集成塊受損。上電后之后查看不同插件內(nèi)引腳電位,通常查看VCC與GND兩者間電位,假如在5V~4.8V范圍內(nèi)則沒(méi)有問(wèn)題。 3、在微控制器不運(yùn)作時(shí),要開(kāi)展在線仿真與測(cè)試。在線仿真必須依靠單片機(jī)開(kāi)發(fā)的最基本的工具,如仿真設(shè)備、示波器、萬(wàn)用表等。圖6.3集成調(diào)試 圖6.3

36、 集成調(diào)試 6.4測(cè)試結(jié)果 用于測(cè)試的筆記本電腦與昭陽(yáng)E290G有關(guān)聯(lián)。聯(lián)想昭陽(yáng)系列筆記本不僅是政府采購(gòu)模式,也是市場(chǎng)用戶最多的一種。試驗(yàn)室內(nèi)溫度為27。數(shù)據(jù)排列如圖5-5所示。結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)能很好地降低溫度,有助于筆記本散熱,延長(zhǎng)筆記本電腦的使用壽命,達(dá)到溫度控制的要求。圖6.4筆記本電腦底部溫度 圖6.4筆記本底部溫度 7總結(jié)評(píng)價(jià) 在本次進(jìn)行選題的時(shí)候,我本人比較喜歡筆記本電腦散熱問(wèn)題。因此使用相關(guān)軟件和工具進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)在的電路設(shè)計(jì),大部分知識(shí)片并未被觸及,我也在此次設(shè)計(jì)中了解到更多的東西。在具體操作時(shí)期,不只要進(jìn)行芯片硬件設(shè)計(jì),而且需要軟件設(shè)計(jì)。在軟件編程過(guò)程中,

37、遇到了很多問(wèn)題。隨后,閱讀了大量有關(guān)單片機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)據(jù)的書(shū)籍,根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)了硬件電路,逐步完成了軟件編程。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)庫(kù)溫度信息的測(cè)試與監(jiān)控?？梢匀嫱瓿晒P記本電腦的溫度管理與散熱設(shè)施的控制。數(shù)據(jù)還能傳送到電腦中開(kāi)展后期研究與處置，還可以被普遍使用在生產(chǎn)和生活,如溫度控制場(chǎng)合,工業(yè)溫度測(cè)量?jī)x器等。由于溫度監(jiān)測(cè)是一個(gè)非常實(shí)際的應(yīng)用,有必要使其產(chǎn)品商業(yè)化,并能承受S。實(shí)際應(yīng)用中的試驗(yàn)考驗(yàn),也需要大量細(xì)致的改進(jìn)。 參考文獻(xiàn) [1] E.H.Armstrong. The super heterodyne-its origin, development, and some rec

38、ent improvements[C]. Pro.IRE.vol,1983,56(18):152-155. [2] Sha Zhan you, Pang Zhi feng, Wang Yan Peng. The Application of Phase-Locked Technology In the Electronic Measuring Field, ICEMI’2001. [3] 李廣弟.朱月秀等.單片機(jī)基礎(chǔ)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001. [4] 徐愛(ài)鈞.8051單片機(jī)實(shí)踐教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001. [5] 吳金戎.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[

39、M].北京:清華大學(xué)出版社,2002. [6] 吳國(guó)經(jīng).單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2004. [7] 馬忠梅.單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003. [8]楊欣,王玉鳳,劉湘黔.電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始[M].清華大學(xué)出版社,2009 [9]求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航[M].人民郵電出版社,2005 [10]嚴(yán)化南.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,1998 [11]曾喆昭.國(guó)外電子元器件[M].2000第2期 [12]湯志成.電子世界[M].2007第12期 致 謝 第一個(gè)感

40、謝的是我的老師們,是他們?cè)诒澈竽闹С种?。他們不?jīng)教會(huì)了我許多課內(nèi)知識(shí),還經(jīng)常擴(kuò)展我們的課外所不知道的一些內(nèi)容,并且在生活中也常受到老師的幫助。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,從最開(kāi)始的選題,早期資料查詢,到中間的理論研究,最后的實(shí)物制作與調(diào)試等都離不開(kāi)我的指導(dǎo)老師李偉老師的幫助與指導(dǎo),如果沒(méi)有李老師的指導(dǎo)和幫助,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文都不知道該如何下手。在寫(xiě)論文與畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作中遇到的困難,李老師都耐心的輔導(dǎo)我并且熱情的幫助我等。因此在這里我要感謝我的老師。 第二個(gè)感謝,感謝我親愛(ài)的室友和同學(xué)。感謝他們對(duì)我生活以及學(xué)習(xí)上的幫助。因?yàn)槲以谛Ｍ鈱?shí)習(xí),有些事情學(xué)校的事情我不能夠及時(shí)的趕回來(lái),幸虧有他們熱情的幫

41、助,我才能夠有條有序的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中。非常感謝他們,認(rèn)識(shí)他們是我最幸福的事情,希望我們友誼的常青樹(shù)一直旺盛生長(zhǎng)。 另外,我要特別感謝一直陪伴我的家人。我的大學(xué)學(xué)費(fèi)加上生活費(fèi)都是我父母幫我處理的,并且平時(shí)在生活以及學(xué)習(xí)中他們也給予我大量的信心和支持。他們對(duì)我的付出都是不求回報(bào)的,所以當(dāng)我邁出校園的第一步,我將努力的工作去減輕家人的壓力,不辜負(fù)家人對(duì)我的期望,并且要經(jīng)常去陪陪家人。最后祝愿我家人能夠一直開(kāi)心幸福下去。 最后,我要感謝大家對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的回顧和評(píng)論。由于我對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際操作和理論知識(shí)十分有限的,我希望老師可以對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)多多提出質(zhì)疑,并且對(duì)此設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的地方不吝賜教。對(duì)于你

42、們所提出的意見(jiàn)我將會(huì)虛心接受,并且會(huì)努力學(xué)習(xí)改正我的錯(cuò)誤! 附錄1：原理圖設(shè)計(jì) 附錄2：部分程序源代碼 /*頭文件*/ #include #include /*****************宏定義******************/ #define uint unsigned int #define uchar unsigned char /***********位操作端口定義**************/ sbit set_key=P2^5; //“設(shè)置”鍵 K1 sbit add_key=P2^6;

43、//“加”鍵 K2 sbit cut_key=P2^7; // “減”鍵 K3 sbit JK=P2^1; // 風(fēng)扇 sbit DQ1=P2^0; sbit qian_wei=P3^0; sbit bai_wei=P3^2; sbit shi_wei=P3^5; sbit ge_wei=P3^7; uchar bianma[]={0x05,0xdd,0x46,0x54,0x9c,0x34,0x24,0x5d,0x04,0x14,0xa7,0x8c};//0-9，L，H uchar flog4; uint DD1,a; uchar T_data[4]={0

44、,0,0,0}; uchar Set_data[6]={0,0,0,0,0,0}; uchar Set_data1[4]={0,0,0,0}; uint HT=800;//高溫報(bào)警值80度 放大了10倍 便于和測(cè)量值相比較 uint LT=600;//低溫報(bào)警值60度 放大了10倍 便于和測(cè)量值相比較 void delay_1ms(uchar i) { uint x,y; for(x=i;x>0;x--) for(y=124;y>0;y--); } void data_pro() { Set_data[0]=HT/1000; Set_data[1]=

45、(HT%1000)/100; Set_data[2]=(HT%100)/10; Set_data[3]=LT/1000; Set_data[4]=(LT%1000)/100; Set_data[5]=(LT%100)/10; } /*****延時(shí)子程序*****/ void Delay_DS18B20(int num) { while(num--) ; } /*****初始化DS18B20*****/ void Init_DS18B20(void) { uchar x=0; DQ1=1; //DQ復(fù)位 Del

46、ay_DS18B20(2); //稍做延時(shí) DQ1=0; //單片機(jī)將DQ拉低 Delay_DS18B20(80); //精確延時(shí)，大于480us DQ1=1; //拉高總線 Delay_DS18B20(14); x=DQ1; //稍做延時(shí)后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗 Delay_DS18B20(20); } /*****讀一個(gè)字節(jié)*****/ uchar ReadOneChar(void) { uchar i=0; uchar dat=0

47、; for(i=8;i>0;i--) //串行接收數(shù)據(jù) { DQ1=0; // 給脈沖信號(hào) dat>>=1; DQ1=1; // 給脈沖信號(hào) if(DQ1) dat|=0x80; Delay_DS18B20(8); } return(dat); } /*****寫(xiě)一個(gè)字節(jié)*****/ void WriteOneChar(uchar dat) { uchar i=0; for(i=8;i>0;i--) { DQ1=0; DQ1=dat&0x01;

48、//寫(xiě)入最低位 Delay_DS18B20(10); DQ1=1; dat>>=1; //右移一位 } } /*****讀取溫度*****/ uint ReadTemperature(void) { uchar a=0; uchar b=0; uint t=0; float tt=0; Init_DS18B20(); //初始化DS18B20 WriteOneChar(0xCC); //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0x44); //啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 Delay_D

49、S18B20(10); Init_DS18B20(); //初始化DS18B20 WriteOneChar(0xCC); //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器 a=ReadOneChar(); //讀低8位 b=ReadOneChar(); //讀高8位 t=b; t<<=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; //放大10倍輸出并四舍五入 return(t); } void pos_da

50、ta() { DD1=ReadTemperature(); T_data[0]=DD1/1000; T_data[1]=(DD1%1000)/100; T_data[2]=(DD1%100)/10; T_data[3]=DD1%10; } void display() { qian_wei=0; bai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=1; P1=bianma[T_data[0]]; delay_1ms(1); qian_wei=1; bai_wei=0; shi_wei=1; ge_wei=1; P

51、1=bianma[T_data[1]]; delay_1ms(1); P1=0xff; qian_wei=1; bai_wei=1; shi_wei=0; ge_wei=1; P1=(bianma[T_data[2]])&0xfb;// delay_1ms(1); P1=0xff; qian_wei=1; bai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=0; P1=bianma[T_data[3]]; delay_1ms(1); P1=0xff; } void display1() { qian_wei=0;

52、 bai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=1; P1=bianma[11]; delay_1ms(1); qian_wei=1; bai_wei=0; shi_wei=1; ge_wei=1; P1=bianma[Set_data[0]]; delay_1ms(1); P1=0xff; qian_wei=1; bai_wei=1; shi_wei=0; ge_wei=1; P1=bianma[Set_data[1]];// delay_1ms(1); P1=0xff; qian_wei=1; b

53、ai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=0; P1=bianma[Set_data[2]]; delay_1ms(1); P1=0xff; } void display2() { qian_wei=0; bai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=1; P1=bianma[10]; delay_1ms(1); qian_wei=1; bai_wei=0; shi_wei=1; ge_wei=1; P1=bianma[Set_data[3]]; delay_1ms(1); P1=0xff;

54、 qian_wei=1; bai_wei=1; shi_wei=0; ge_wei=1; P1=bianma[Set_data[4]];// delay_1ms(1); P1=0xff; qian_wei=1; bai_wei=1; shi_wei=1; ge_wei=0; P1=bianma[Set_data[5]]; delay_1ms(1); P1=0xff; } /********** 報(bào)警處理函數(shù)******************/ void baojing() { if(DD1>HT) //判斷是否有報(bào)警

55、 如果有就進(jìn)入函數(shù) { JK=0; //高溫報(bào)警 風(fēng)扇工作 } if(DD1

56、 while(set_key==0); if(flog4>2) { flog4=0; } } } if(flog4==1) { if(add_key==0) { delay_1ms(5); if(add_key==0) { HT=HT+10; while(add_key==0); if(HT>1250) { HT=1250; } } } if(cut_key==0) { delay_

57、1ms(5); if(cut_key==0) { HT=HT-10; while(cut_key==0); if(HT<=0) { HT=0; } } } data_pro(); display1(); } if(flog4==2) { if(add_key==0) { delay_1ms(5); if(add_key==0) { LT=LT+10; while(add_key==0

58、); if(LT>1250) { LT=1250; } } } if(cut_key==0) { delay_1ms(5); if(cut_key==0) { LT=LT-10; while(cut_key==0); if(LT<=0) { LT=0; } } } data_pro(); display2(); } if(flog4==0) { pos_data(); display(); baojing(); } } }