全自动笔记本散热器(架)设计-毕业论文.doc

石家庄铁道大学四方学院全自动笔记本散热器(架)设计第一章 笔记本散热器背景及其发展.2 1.1笔记本散热器背景及其发展.2 1.2笔记本散热器发展.2第二章 笔记本散热器设计方案极其要求.4 2.1笔记本散热器设计要求.4 2.2笔记本散热器设计方案.4第三章 笔记本散热器设计实现机器电路图.4 3.1PROTEL99SE概述5 3.2电路原理图设计5 3.3、PCB布局布线规则7 3.4、通电测试9第四章 风扇极其温敏电阻硬件电路设计及其实现.104.1、相关元器件104.2、热敏电阻的工作原理114.3、STC12C5204AD11 4.3.1、 主要特性介绍12 4.3.2、 振荡器特性13 4.3.3、 芯片擦除13 4.3.4、 STC12C5204AD最小系统13 4.3.5、 空闲节电模式14 4.3.6、 掉电模式15第5章软件设计及调试.165.1、软件设计165.2、软件调试16第六章 系统设计.166.1、系统流程图176.2、系统设计的控制过程17第7章系统仿真.197.1仿真软件Proteus197.2程序的调试与仿真19第八章 结语.20第九章 致谢.21第十章 参考文献.22附录.23附录A外文资料.23附录B原理图.39附录C 程序.4043第一章 笔记本散热器背景及其发展1.1、笔记本散热器背景 随着科技的进步，时代的发展。笔记本电脑已经进入每个人的学习，家庭生活。因而，人们对笔记本电脑的要求也是越来越高。对笔记本电脑来说，在性能与便携性对抗中，散热成为最关键的因素，笔记本散热一直是笔记本核心技术中的瓶颈。有时笔记本电脑会莫名奇妙的死机，一般就是系统温度过高导致。为了解决这个问题，人们设计了散热底座，好的底座可以延长笔记本电脑使用寿命,而笔记本电脑在设计的时候也考虑到散热问题，往往会用垫脚将机身抬高，但是在温度过高的时候，就显得比较勉强。传统的笔记本电脑的特点更多体现在轻便易携。但随着社会的发展与其应用的日益广泛，迫于市场的需求以及竞争的压力，无论是厂家或消费者，对笔记本电脑性能的要求也越来越高，如现在笔记本电脑大多应用了高频率双核CPU 处理器、大容量高转速硬盘、高显存显卡、大容量内存等。但面对的现实却是：高性能伴随的是高散热，而同时笔记本电脑的体积正在日益减小。现在一般笔记本的功率已经达到60W 以上，尽管材料技术的迅速发展让人们对电脑技术的前景充满信心，但散热问题无疑是设计中需要考虑的一大问题。因而如何研究一款新的散热器，既能节省电源又能自动给笔记本散热是个很有挑战性的课题。1.2、笔记本散热器发展传统的笔记本电脑散热形式有风冷式、水冷式和半导体式。其中风冷式是应用最广泛也是最成熟的其成本较低，但缺点是运行的时候气流会产生涡流，机壳会有阴影效应，占用体积大，在旋转区需要格栅保护，运行风速大的时候噪音也会很大。受散热片材料、形状、表面积和散热风扇等的影响，即便使用铜等导热性能很好的材料，其仍不能满足现代高热流密度的散热要求了。水冷式的效果尽管令人满意，但系统的复杂性、安全的隐患与其高昂的价格又让人敬而远之。半导体式可以实现精确的温控冷却，可靠性较高，工作不产生噪音，但它能承受的工作温度太低，一般不能超过60，而且还要外接电源，因此也限制了它的应用。,最早的笔记本散热器在还没有形成产品概念前，用户根据需要自己想方设法解决散热问题。最初人们将电脑置于较冷的环境中试图降低笔记本的温度，之后发展成架空底部进风口，后来才出现了在笔记本下方架上风扇。随着科技的发展， CPU技术不断提高和更多的晶体管和更高的主频的出现，以及纳米级的工艺，都造成了CPU功率的飙升。更高的功率，就需要更好的散热设备。Intel为了对付prescott核心，开始从多方面加强散热，比如38度机箱，比如BTX，比如9CM风扇的主流应用等等，笔记本散热器逐渐呈现综合化，复合型更能产品的用途更加广泛，颇受消费者欢迎，不少品牌都在推出自己的多功能散热底座，有加入音箱的，融合HUB功能的，还有包垫两用等。由于国外电子产业发展较早，技术比国内相对纯熟，因此国外的散热器发展方向已经有基本化转向个性化，产品的多样笔记散热器出现只有短短几年，发展速度却十分惊人。笔记本散热器经历从无到有，从简单到复杂的阶段只在这几年间，从山寨小厂制作，到名牌企业规范化生产如白驹过隙。随着市场的变化，产品的更新，现在已经出现有风扇可以自由移动的专用散热器。具有代表性的有超频三的“点点散热器”；酷冷的“U2散热器”以及维维公司的“维维散热器”，优缺点各有不同，不过这样的产品出现，对笔记本散热更有帮助。纯铝板的底座，可以移动的风扇，可以直接对着机器底部的进风口吹风，把冷空气强制吹进机器内部，增加内部空气密度，从机器出风口出来的空气数量也就增多，这样的散热原理将更加适合笔记本电脑的散热。市场变化紧跟笔记本发展，从产品上看国内散热器未来的趋势向着综合化、个性化、便捷性、针对性多方向多元发展性成为主流。第二章 笔记本散热器设计方案极其要求2.1、笔记本散热器设计要求硬件部分采用的是STC12C5204AD单片机一片，。温度传感器采用热敏电阻，用一个温度探头探测笔记本出风口的温度， USB两只，实现系统的直接供电和与风扇的链接，考虑到USB的输出能力和为了不给笔记本增加电能负担，USB外接，同时风扇功率小于2.5w。电位器一只，给定温度。根据STC12C5204AD单片机编程，实现功能为：当笔记本出风口温度高于设定的给定值时，PWM的占空比发生变化，并随着占空比的增加与减少风扇的转速亦增加或减少。温度越高占空比越大。当出风口温度低于给定值时，风扇不动作。2.2、笔记本散热器设计方案首先要通过试验找出较为合适的温敏电阻。当温度很低的时候，将温敏电阻放置在笔记本电脑出风口，当出风口温度较低时候无反应，当笔记本电报温度很高时候，温敏电阻将信号传递给单片机STC12C5204AD，用电位器设置给定温度，单片机经过AD转化，风扇通过PWM控制，当温度发生变化PWM就发生了变化，PWM的占空比随着温度变化而变化，并且随着占空比增加与较少风扇的转速亦增加或者减少，温度越高占空比越大，当出风口温度低于给定值时候，风扇不动作。其次，通过软件程序对温敏阻设定一个比较值，再由单片机实现风扇的PWM控制。 根据STC12C5204AD单片机编程，实现功能为：当笔记本出风口温度高于设定的给定值时，PWM的占空比发生变化，并随着占空比的增加与减少风扇的转速亦增加或减少。温度越高占空比越大。当出风口温度低于给定值时，风扇不动作。最后，采用单片机C51语言,在Keil Vision 4软件环境下进行程序的编写和调试，采用Proteus软件进行磨床系统的仿真，并观察仿真结果。本设计根据温敏电阻在温度变化生的原理，采用温电阻特性，来检测出风口的温度变化，再利用单片机控制风扇的PWM，通过风扇的转速来实现实现笔记本自动散热。第三章笔记本散热器设计实现机器电路图使用计算机辅助设计工具进行电子电路设计绘制电路原理图与印制电路板图 是现代电子工程技术人员必备的技能。在我国最普及的辅助设计软件是 Protel，目 前最流行的版本是 Protel DXP 。但是基于设计的方便及熟练性（大多高校都采用 Protel 99se 作为教材） 本设计的电原理图和印制电路板图均使用 Protel 99se 完成。3.1PROTEL99SE概述Protel 设计系统是世界上第一套被引入 Windows 环境 EDA 开发工具，一向是以其高度的集成性及扩展性著称于世。它主要应用于电子原理图的设计、电路板的设计和绘制，以及电子逻辑分析和仿真等。它凭借其强大的功能，大大提高了电子线路的设计效率，现已成为电子线路设计工作者的计算机辅助电子线路设计软件，特别适合初级电路设计者。我们需要了解电子线路设计的基本过程以及在设计中主要注意的细节，我们选用 Protel99SE 来设计电子线路。该软件操作简单，易掌握。同时，工作效率较高3.2电路原理图设计1. 安装 Protel99SE Access Code: Y7ZP-5QQG-ZWSF-K858 安装完后，版本为：Version 6.0.4 Service Pack 2 注意：Protel99SE 在局域网内使用时，会不定时地跳出一个讨厌的对话框，有时会打乱你的 设计思路，很烦。 3. 运行 Protel99SE，点击窗口左上角的下箭头，选Preferences.，将Use Client system Font For All Dialogs前面的钩去掉。这样，对话框字体显示美观，不会出现字体显示 不完整现象。 2. 显示坐标原点：O-Y(Option-Preferences-Display)，在Origin Marker前打钩选 取。 3. 改变旋转角度：O-P(Option-Option)，在Rotation Step中输入新的旋转角度。4. 7. 打开/关闭层：O-L(Option-Layer)，选取或取消相应的层。 5. 8. 在画覆铜箔线(可用快捷键P-T: Place Track)时，Shift+空格 快捷键可以在以下几种画 线方式中顺序切换： 先直线后 45 度斜线 先直线圆弧线后 45 度斜线 先直线后垂直线 先直线圆弧线后垂直线 任意角度线 先圆弧线后直线 此时还可按空格键切换每种画线方式的先后顺序，比如，先 45 度斜线再直线等。 9. 移动物体时按空格键，可以使被移动的物体按设定的角度旋转； 移动物体时按X或Y键，可以使被移动的物体在水平或垂直方向翻转。 10. 按住鼠标右键，鼠标变成手状，可以实现 PCB 的平移，有点像 AutoCAD。11. 单击 Track、Arc、Fill 等物体时，物体被选中，出现控点，此时单击控点可以改变物体 的大小，圆弧的角度、半径等； 单击 Fill 的圆形控点，可以实现 Fill 的任意角度旋转。 12. Shift+单击，可以选择一个或多个物体。另一个比较有用的选择快捷键SP(Select-Connected Cooper)， 选择连接的铜箔。 快捷键X-A， 取消所有选择(Unselect All)。 13. O-B，将 Visible Kind 改成Dots点栅格，布板时背景会清楚一些。14. V-F，显示整个 PCB 板面。当你放大(PageUp)或缩小(PageDown)PCB 时，或是你一 不 小心，你设计的 PCB 失踪了，不见了，这时，打一个V-F，你设计的小东西就又乖乖的 回到你面前了。(你再乱跑，我 就 VF 了! -) 15. T-J，做选择物体的包络轮廓线，包络间距在D-R(Design Rules-RoutingClearance Constraint)中设置。 16. 快捷键Q，在布线单位mil和mm之间切换。 17. Ctrl+Insert(Ctrl+C) 复制选择的物体，Shift+Insert(Ctrl+V) 粘贴，Ctrl+Del 删除选择的物 体。 熟练应用快捷键，左手按键盘，右手点鼠标，画 PCB 的过程就像演奏一曲美妙的乐章，设 计 PCB 就像设计一个完美的艺术作品，就达到了一种较高的境界。当然，还要时时与各个门 派的 PCB 高手过过招，切磋切磋技艺，同时苦练内功，做到心如止水，心领神会，融会贯 通，用一颗清静心、平常心去思考，去设计，才能达到小李飞刀那种“手中无刀，心中有刀” 的至高境界。 1.在 protel99 中如何添加原 tango 中的库（如 TTL.LIB/COMS.LIB 等) 在 protel99 中添加库的方法：在自己的 ddb 文件中（当前的项目文件或者另外专门为放 这个库而建一个） 导入 （import） 你要添加的.lib 文件， 然后在原理图编辑环境的browse liberary框的add/move 对话框中加入 刚才已经加入的那个.ddb 文件， ok 后你就可以找到添加进去的库了。 选 不过你说的 tango 中 的库在 peotel99 的protel dos schemetic liberarys.ddb文件中都有，不用再添加，以上办法可用于添加自己或 者合作者提供的库 2.GERBER 有两种格式： RS274D 含 XY DATA，不含 D-CODE 文件，客户应给出相应的 D-CODE 文件。 RS274X 含 XY DATA，D-CODE 也定义在该文件内。 D-CODE 文件（APERTURE LIST）为 ASC 文本格式，它定义了 D-CODE 的尺寸、 形状和曝光方式 3.关于 gerber 文件读入 protel 的问题 首先多谢你的 protel99se,关于 v2001 的 gerber 读入 protel 的问题,我也曾经试过但是转换 后的图是不完整的, 我有个建议,可以用 cam350 读入 v2001 的 gerber-x 格式然后输出 tangopro 格式,用 protel98 读 入看看是否成功,cam350 是有这个功能的,或者用 cam350 转为 dxf 格式然后用 protel98 读入看是否可行, 另外关于 v2001 读入格式问题,我都是试读的 ,但是多数 pads 都是用 2:3 英制和 2:4 英制的也有用 3:3 公制的,我自己划线路图是用 dos 版 本的 pads 我的设定是 3:3 公制,钻孔设定是 2:4 英制. 一些有困难的 ACAD 文件转换到 PROTEL 可以试试以下方法，ACAD 用打印功能，选择打 印到文件， 打印机驱动选择 HP 绘图机驱动（如 DESIGN JET 系列，因为可以支持大幅面图纸） ， 打印文件生成后用 CAM350 用 import 命令，选择 HPGL 格式就可读入，读入后存成 DXF 文件，就可用 PROTEL 读入，真麻烦！ 4.DOS 版 Protel 软件设计的 PCB 文件为何在我的电脑里调出来不是全图？ 有许多老电子工程师在刚开始用电脑绘制 PCB 线路图时都遇到过这样的问题，难道是 我的电脑内存不够吗？ 我的电脑可有 64M 内存呀！可屏幕上的图形为何还是缺胳膊少腿的呢？不错，就是内存配 置有问题，您只需在您的 CONFIG.SYS 文件（ 此文件在 C:根目录下，若没有，则创建一个）中加上如下几行，存盘退出后 重新启动电脑 即可。 3.3、PCB布局布线规则 为何要将 PCB 文件转换为 GERBER 文件和钻孔数据后交 PCB 厂制板？ 大多数工程师都习惯于将 PCB 文件设计好后直接送 PCB 厂加工， 而国际上比较流行的 做法是将 PCB 文件转换为 GERBER 文件和钻孔 数据后交 PCB 厂，为何要“多此一举”呢？ 因为电子工程师和 PCB 工程师对 PCB 的理解不一样， PCB 工厂转换出来的 GERBER 由 文件可能不是您所要的，如您在设计时将元件的 参数都定义在 PCB 文件中，您又不想让这些参数显示在 PCB 成品上，您未作说明，PCB 厂依葫芦画瓢将这些参数都留在了 PCB 成品上。 这只是一个例子。若您自己将 PCB 文件转换成 GERBER 文件就可避免此类事件发生。 GERBER 文件是一种国际标准的光绘格式文件，它包含 RS-274-D 和 RS-274-X 两种格 式，其中 RS-274-D 称为基本 GERBER 格式， 并要同时附带 D 码文件才能完整描述一张图形； RS-274-X 称为扩展 GERBER 格式， 它本身 包含有 D 码信息。常用的 CAD 软件都能生成 此二种格式文件。 如何检查生成的 GERBER 正确性？您只需在免费软件 Viewmate V6.3 中导入这些 GERBER 文件和 D 码文件即可在屏幕上看到或通过打印机打出。 钻孔数据也能由各种 CAD 软件产生， 一般格式为 Excellon， Viewmate 中也能显示出 在 来。没有钻孔数据当然做不出 PCB 了。 6.PCB 文件中如何加上汉字？ 在 PCB 文件中加汉字的方法有很多种，本人比较喜欢的方法还是下面将要介绍的： A.前提条件：您的 PC 中应安装有 Protel99 软件并能正常运行. B.步骤： windows 目录中的 client99.rcs 英文菜单文件 copy 到另一目录下保存起来; 下 将 载 Protel99cn.zip 解包后将其中的 client99.rcs 复制到 windows 目录下; 再将其他文件复制到 D esign Explorer 99 目录中；重新启动计算机后运行 Protel99 即会出现中文菜单，在放置|汉字菜单中可实现加汉字功能。 7.Gerber 文件的单位简单介绍 Example 1: D10 Round 25 0 D11 Square 28 0 D12 Rect 15 80 此 Dcode 单位明显为 mil，如果读成 mm 或 inch 就会明显偏大。 Example 2: D10 Round 0.025 0 D11 Square 0.028 0 D12 Rect 0.015 0.08 此 Dcode 单位明显为 inch，如果读成 mm 或 mil 就会明显偏小。 Example 3: D10 Round 0.6 0 D11 Square 0.55 0 D12 Rect 0.2 1.0 此 Dcode 单位明显为 mm，如果读成 inch 或 mil 就会明显偏小/大 *焊盘或线路明显偏大，是 aperture 单位错，应该动。arl 文件* 只改动单位就可以了吗？（即将 UNIT MILS 改成 UNIT MM 就可了，其它地方不变） 8.关于 PowerPCB3.51 的解密方法种种 powerpcb 3.51 有网友按如下方法都能破解 PowerPCB 3.51 安装说明 1.先安装 PowerPCB 3.51 的 Security Server 2.安装时选择按 Ethernet Card 安装 3.安装完成后，先打开控制面板，打开 Flexlm Service Manager,启地动 PowerPCB Service 4.然后再安装 PowerPCB 3.51,安装时选择按 Ethernet Card 安装,一路按 Next,完成 安装后， 启 动控制面板中的 PowerPCB Service, 再在开始菜单中启动 PowerPCB 即可。 根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局时要符合以下原则: (1)按照电路的流程安排各个功能电路单元位置使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致方向。布线必须通过焊盘圆心 打开电电路图，工作层面 设置为Bottom Layer（底层） （2）以每个功能电路的核心器件为中心，围绕它来进行布局，元件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB板上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。（3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数，一般电路应尽可能使元器件平行排列，这样不仅美观，而且装焊容易。5.印制电路板设计注意事项（1）元件封装-纯粹的元件封装仅仅是空间的概念，因此不同的零件可 以共用封装，同时，同种元件也可以用不同的封装。在实际的设计中，元件的封 装图最好根据实际的元件自制，以避免出错。 （2）焊盘大小-无论是在调用封装还是在自制封装的过程中，需要特别 注意的是元件焊盘大小的设计。焊盘小了，在钻孔的时候很容易损坏，即使没有 在钻空时损坏，且安装元件时不易插进去，但它对焊接技术的要求是比较高的； 焊盘太大，可能会造成“路径堵塞” ，给走线造成困难。焊盘孔太大，在焊接的时候，高温的锡液就很容易通过通孔流向在面板另一面上的元件引脚，这样就很容易使元件受高温影响而坏掉。 （3）工作层-KeepOut Layer 禁止布线层，它限制了走线的范围，一般 常用它作为印制板的轮廓界限，但是并不好。实际上，元件布局和走线都应该与 印制板边沿保持大约 1mm 的间隙，所以应该选取一个机械层绘制印制板轮廓，而 适当“缩小” ，用禁止布线层绘制真实的布线限制范围。另外，在布线时，注意层 的正确选择。 （4）走线-电源线和接地的走线应比元件之间的走线要宽得多，本设计 中的电源走线为 1.27mm，其他走线 0.3mm，当然，在布线时可灵活运用，该宽的线一定要改宽。 总之，设计电路原理图和 PCB 图时，首先要保证图纸的质量。所有的元件标 示要清晰准确，器件的型号也要清楚，然后要求美观。在元件布局和布线时尽量优化网格。除此之外，对于一个产品的开发而言还要考虑实际的成本。（5） 修改布线是经常遇到的。如果是手工布线，在整个PCB绘图里有一 半以上的时间是布线和修改，修改速度，直接影响绘图速度。 修改有三种方法，即：删除后重新放置、拖动、重新放置自动删除。 下面就介绍这三种方法： 1、删除后重新放置 这是最慢的修改方法，就是点取或者选取，删除后重新放 置。 2、拖动 这个方法比删除后重新放置快一些。 3、重新放置自动删除 这是最快的更改布线方法，必须在网络布线有预拉线)3.4、通电测试3.4.1、静态检测接通+5V电源。此时步进电机工作，我们会看见步进电机转动，说明步进电机的接法正确。3.4.2、工作状态调试对照前面叙述的工作过程，进入工作状态，逐步测试：（1）接通+5V时，电机会转动，说明+5V供电正常。（2）接通+5V、-5V时，四只光敏电阻受光不均匀时，电机可能正转或者反转。（3）当两边的光敏电阻受光照不均匀时步进电机转动，会向光照的那一方向旋转。（4）注意事项上电时，注意是否有发热、焦臭、冒烟等现象，一旦发生异常，立即切断电源。检测时，随时作好记录，并对比实际状态与应有状态是否一致，如果不符，应查找原因，排除故障，再往下继续检查，直到排除故障。第四章 风扇极其温敏电阻硬件电路设计及其实现4.1、相关元器件热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件1、标称阻值Rc：一般指环境温度为25时热敏电阻器的实际电阻值。2、实际阻值RT：在一定的温度条件下所测得的电阻值。 3、材料常数：它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热灵敏度指标，B值越大，表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是，在实际工作时，B值并非一个常数，而是随温度的升高略有增加。 4、电阻温度系数T：它表示温度变化1时的阻值变化率，单位为%/。 5、时间常数：热敏电阻器是有热惯性的，时间常数，就是一个描述热敏电阻器热惯性的参数。它的定义为，在无功耗的状态下，当环境温度由一个特定温度向另一个特定温度突然改变时，热敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。越小，表明热敏电阻器的热惯性越小。 6、额定功率PM：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过 25，则必须相应降低其负载。 7、额定工作电流IM：热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。8、测量功率Pc：在规定的环境温度下，热敏电阻体受测试电流加热而引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。 9、最大电压：对于NTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度下，不便热敏电阻器弓起热失控所允许连续施加的最大直流电压；对于PTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PCT特性部分的温度。10、最高工作温度Tmax：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。 11、开关温度tb:PCT热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。 12、耗散系数H：温度增加1时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/4.2、热敏电阻的工作原理 金属的电阻值随植度的升高而增大，但半导体则相反，它的电阻值随温度的升高而急剧减小，并呈现非线性，如下图所示。 由图可知，在温度变化相同时，热敏电阻器的阻值变化约为铅热电阻的10倍，因此可以说，热敏电阻器对温度的变化特别敏感。半导体的这种温度特性.是因为半导体的导电方式是载流子(电子、空穴)导电。由于半导体中载流子的数目远比金属中的自由电子少得多，所以它的电阻率很大。随着温度的升高，半导体中参加导电的载流子数目就会增多，故半导体导电率就增加，它的电阻率也就降低了。热敏电阻器正是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。它是由某些金属氧化物按不同的配方制成的。在一定的温度范围内，根据测量热敏电阻阻值的变化，便可知被测介质的温度变化。4.3、STC12C5204ADSTC12C5204AD是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 4K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC12C5204AD为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。控制系统外形及引脚排列如图4-3所示:图4-3 STC12C5204引脚排列4.3.1、 主要特性介绍STC12C5204AD系列单片机。单片机内部包含中央处理器（CPU），程序存储器（Flash），数据存储器（SRAM），定时/计数器，UART串口，I/O接口，高速A/D转换，PCA，看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路模块。是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。STC12C5201AD系列单片机几乎包含数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统80512.工作电压：STC12C5204AD系列工作电压：5.5V- 3.3V3.工作频率范围：0 - 35MHz，相当于普通8051的 0420MHz4.用户应用程序空间4K字节5.片上集成256字节RAM6.通用I/O口（27/23/15/13/11个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口） 可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏。每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55mA7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器。可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8.有EEPROM功能9. 看门狗10.内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）11.内置一个掉电检测电路，在P1.2口有一个低压门槛比较器。5V单片机为1.32V，误差为+/-5%,3.3V单片机为1.30V，误差为+/-3%12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内)用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟。常温下内部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：11MHz15.5MHz。3.3V单片机为： 8MHz12MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准4.3.2、 振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。4.3.3、 芯片擦除整个EPROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，STC12C5204AD设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 4.3.4、 STC12C5204AD最小系统 最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是保证单片机系统能够正常工作的最基本得三部分电路，缺一不可。（1）电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在45.5之间，可保证单片机系统能正常工作。为提高电路的抗干扰性能，通常在引脚VCC与GND之间接上一个10uF的电解电容和一个0.1uF陶片电容，这样可抑制杂波串扰，从而有效确保电路稳定性。（2）时钟电路 单片机引脚18和引脚19外接晶振及电容，STC89C52芯片的工作频率可在233MHz范围之间选，单片机工作频率取