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(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)的功能是及時檢測電腦CPU的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時則報(bào)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(shí)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(jì)
系統(tǒng)硬件電路部分包括：EM78P468單片機(jī)、按鍵模塊、風(fēng)扇測速模塊、測溫模塊、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(jì)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(shí)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?？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。
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)溫度超過報(bào)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(bào)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(jì)算出風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
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)扇測速子程序、工作時鐘子程序、顯示子程序、真實(shí)時鐘子程序總共8個模塊，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，但這是設(shè)計(jì)中的一個難點(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(xiàn)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(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°F)。此時，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)入時間設(shè)定界面；當(dāng)溫度達(dá)到報(bào)警溫度時，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 °F)，再壓“set”鍵將進(jìn)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(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(jì)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(jìn)行調(diào)整；最后還有2個特殊狀態(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
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試和運(yùn)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(dá)到報(bào)警溫度時則報(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(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了用戶的需求。