基于單片機的智能散熱器的設計與實現畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢業設計（論文）題 目：基于單片機的智能散熱器的設計與實現 摘 要筆記本電腦，便于攜帶，體積小，而且它的功能滿足大多數人的需要，隨著科學技術的近步帶來的成本下降，筆記本的價格也為大多數人所接受。隨著使用筆記本人數的增加，筆記本的各種問題也暴露出來，除了性價比之外，最關心的莫過于散熱。筆記本在性能與便攜性對抗中，散熱成為最關鍵的因素，筆記本散熱一直是筆記本核心技術中的瓶頸。有時筆記本電腦會意外的死機，一般就是系統溫度過高導致。為了解決這個問題，人們設計了散熱底座，可以使筆記本產生的熱量盡快的擴散到電腦外部，不影響筆記本的使用功能，不會使電腦的線路出現腐蝕現象，保證筆記本電腦的正常工作。好的底座可以很大的延長筆記本電腦使用壽命。 本設計針對散熱問題做了深入的探討，并設計出一套基于單片機控制的智能散熱底座，綜合了成本和性能等相關因素，采用了STC公司以STC90C51核心搭建了該系統。在本著成本控制和推向市場的前提下，文中的電路簡約而易于批量生產，在完成散熱功能和最少成本的前提下達到了節能和智能。關鍵詞：散熱底座；單片機；智能控制ABSTRACTNotebook puter is portable and small, and its functions could meet the needs of the majority, with the developing of science and technology, the cost decline, and the price of the laptop base to be acceptable to most people. But with the increase in the number of using the laptop people, they exposed various problems, in addition to cost, people always concerned about dissipating heat extremely. In the confrontation of the laptop’s performance and portability, the most critical factor is dissipating heat, and laptop’s dissipating heat has been the bottleneck of the core technology. Sometimes it end up unexpected, it is always because of that the system temperature is too high. To solve this problem, people have designed heat dissipation base, the heat can remove from the laptop to the outside as quickly as possible, it does not affect the use of laptop, and its electronic line will not be eroded, to ensure the normal operation of laptop. A good base could extend the life of laptop.This design makes an indepth discussion about heat dissipation, and design a microcontrollerbased intelligent control of cooling base, synthesize cost and performance and so on, using the core STC90C51 Corporation built the system. Under the premise of cost and market, the circuit in this design is simple and easytovolume production, it can be intelligent and energysaving under the premise of heat dissipation and minimum cost.Key Words：cooling base。 micro control unit。 intelligent control目 錄摘 要 I1 引 言 1 系統研景究背 1 散熱原理和方式 1 筆記本散熱底座設計 2 散熱底座的材料 2 散熱底座的性能 22 系統方案論證 3 系統框圖 3 各模塊方案論證 3 控制器的選擇 3 溫度采集器件的選擇 4 電機及其驅動器的選擇 43 系統硬件設計 6 單片機STC90C516 RD+ 6 芯片特點 6 引腳功能圖 6 溫度傳感器電路 8 芯片DS18B20介紹 8 DS18B20的主要特性 10 18B20的初始化 11 DS18B20的寫操作 11 DS18B20的讀操作 11 直流電機驅動電路 12 三極管簡介 12 直流電機簡介 12 直流電機驅動電路 13 串口通信電路 13 串口通信介紹 13 芯片MAX232介紹 14 MAX232電路連接圖 14 電源電路 15 電源芯片介紹 16 電源芯片連接電路 16 1602電路 17 1602芯片介紹 17 基本操作時序 18 RAM地址映射圖 18 LCD1602的初始化 19 顯示開/關光標設置 20 數據控制及其他設置 204 系統軟件設計 21 編程語言簡介 21 單片機程序設計 22 總程序流程圖 22 溫度采集子程序流程圖 23 軟件調試 24 系統硬件調試 24 調試問題及解決方法 25結 論 26致 謝 27參考文獻 28附錄 A 29附錄 B 311 引 言 系統研景究背 隨著科技的不斷進步和發展，單片機的使用已經滲透到我們日常生活當中的各個領域，幾乎很難找到有哪個領域沒有使用單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，各種智能IC卡的廣泛使用，轎車、地鐵和公交車的安全保障系統，智能手機、攝像機、洗衣機的自動控制，以及遙控玩具、電子寵物等等，這些產品都與開單片機息息相關。那就更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械了。 本文設計的智能散熱器，利用單片機進行控制，實時溫度傳感器對直流電機進行轉速控制，外加液晶顯示電路，可實現散熱器轉速隨著外界溫度變化而變化。而目前市場上僅僅有的是單開關式的散熱器，且操作不方便，經常開關，還沒有根據溫度變化來進行控制的智能散熱底座。因而，此設計具有相當重要的現實意義和實用價值。 散熱原理和方式 散熱，其實就是一個熱量傳遞過程通過傳導、對流、輻射等幾種方式。通常在臺式機中主要是風冷技術，這包括中央處理器、顯卡、電源及機箱的散熱風扇等，在筆記本電腦中，風冷依舊的主要的散熱方式，絕大數的散熱方式是：風扇、熱管、散熱板的組合。目前很多筆記本電腦采用鋁鎂合金的外殼，對散熱也起到了一定的作用。在筆記本電腦底部一般都有散熱通風口，或吸入或吹出，對筆記本電腦的散熱都非常重要。筆記本電腦在設計的時候也考慮到散熱問題，往往會用墊腳將機身抬高，但是在溫度過高的時候，就顯得比較勉強。筆記本的散熱底座的散熱原理主要有兩種：。將塑料或金屬制成的散熱底座放在筆記本的底部，抬高筆記本以促進空氣流通和熱量輻射，可以達到散熱效果。這種風冷散熱方式包括吸風和吹風兩種。兩種送風形式的差別在于氣流形式的不同，吹風時產生的是紊流，屬于主動散熱，風壓大但容易受到阻力損失，例如我們日常夏天用的電風扇；吸風時產生的是層流，屬于被動散熱，風壓小但氣流穩定，例如機箱風扇。理論上說，開放環境中，紊流的換熱效率比層流大，但是筆記本底部和散熱底座實際組成了一個封閉空間，所以一般吸風散熱方式更符合風流設計規范。市場上的散熱底座多數是有內置吸風式風扇的。 筆記本散熱底座設計 散熱底座的材料當前市場主要產品使用的材料有兩種：金屬或者塑料。金屬的導熱性好，但現在任何一款筆記本的底部都有防滑膠墊，和金屬散熱底座不可能緊貼在一起，所以金屬的導熱性能不能完全發揮出來。當然，金屬底座還是可以更好地將筆記本內散發出來熱量吸收并擴散出去。另外金屬一般比較重，而且由于制造時工藝要求較高，一旦做工不夠精細，極易傷人。塑料材質一般比較輕便，硬度也較高，很多工程塑料的強度甚至超過金屬。出于成本及輕便的考慮，重量較輕、發熱小的筆記本可以選用設計較好的塑料散熱底座。但是如果是重量較大，發熱較高的筆記本還是得使用金屬材質的做工良好的散熱底座。 散熱底座的性能性能判定方法：同等環境下，使用散熱底座和不使用，分別記錄開機五分鐘和開機一小時后的系統主要溫度參數，可以大概確定該散熱底座的散熱性能。還需要特別注意的是散熱底座的噪音和振動問題，風扇的數量和質量是決定因素。風扇多固然增加散熱效果，但是相應的耗電及噪音振動也增加了，所以一般以2～3個為宜。所以底座測試的時候需要留心判斷下其噪音是否能夠接受，是否會有振動影響電腦硬盤。2 系統方案論證本設計以STC90C51單片機為核心，構成單片機控制電路。本系統的結構主要包括對外界溫度信息的采集電路，單片機控制器電路，散熱風扇控制電路，上位機串口通信電路。選擇合理的電路方案，能實現好系統的功能，降低設計的成本，而且有利于后繼添加的擴展功能。 系統框圖 系統框圖 各模塊方案論證 控制器的選擇 方案一：采用可編程邏輯器件CPLD作為控制器。CPLD可以實現各種復雜的邏輯功能、規模大、密度高、體積較小、極高的穩定性能、豐富的I/O資源、便于進行功能擴展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統的處理速度，對于大規模控制系統的控制核心比較適合。但本系統沒有必要使用復雜的邏輯功能，對處理數據的速度要求也不是很高。且從