基于單片機(jī)的電腦監(jiān)視器設(shè)計

引 言
在計算機(jī)技術(shù)逐漸滲入社會生活各個層面的今天，使用計算機(jī)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(hù)。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(jī)內(nèi)部CPU溫度及風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)情況等，可及時有效地對電腦進(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(dá)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。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件電路部分包括：EM78P468單片機(jī)、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(jī)
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(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(hù)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(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(jī)不會損壞，Rd一般取500 Ω左右。可以測出標(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。

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。
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(jìn)入睡眠模式以省電。圖中的PowerJack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，PowerJack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(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(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。