【正文】 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。 本設(shè)計(jì)針對(duì)散熱問(wèn)題做了深入的探討，并設(shè)計(jì)出一套基于單片機(jī)控制的智能散熱底座，綜合了成本和性能等相關(guān)因素，采用了 STC 公司以 STC90C51 核心搭建了該系統(tǒng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們?cè)O(shè)計(jì)了散熱底座， 可以使筆記本產(chǎn)生的熱量盡快的擴(kuò) 散到電腦外部，不影響筆記本的使用功能，不會(huì)使電腦的線路出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，保證筆記本電腦的正常工作 。筆記本在性能與便攜性對(duì)抗中，散熱成為 最 關(guān)鍵的因素，筆記本散熱一直是筆記本核心技術(shù)中的瓶頸。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基 于單片機(jī)的智能散熱器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 系 ： 信息 與控制學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 成 績(jī)： 2021 年 月 日 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 筆記本電腦，便于攜帶，體積小，而且它的功能滿(mǎn)足大多數(shù)人的需要，隨著科學(xué)技術(shù)的近步帶來(lái)的成本下降，筆記本的價(jià)格也為大多數(shù)人所接受。隨著使用筆記本人數(shù)的增加，筆記本的各種問(wèn)題也暴露出來(lái)，除了性?xún)r(jià)比之外，最關(guān)心的莫過(guò)于散熱。有時(shí)筆記本電腦會(huì) 意外 的死機(jī)，一般就是系統(tǒng)溫度過(guò)高導(dǎo)致。 好的底座可以 很大的 延長(zhǎng)筆記本電腦使用壽命 。在本著成本控制和推向市場(chǎng)的前提下，文中的電路簡(jiǎn)約而易于批量生產(chǎn)，在完成散熱功能和最少成本的前提下達(dá)到了節(jié)能和智能。 micro control unit。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，各種智能 IC 卡 的 廣泛使用， 轎車(chē) 、地鐵和公交車(chē) 的安全保障系統(tǒng)， 智能手 機(jī) 、 攝像機(jī) 、洗衣機(jī)的 自動(dòng) 控制， 以及 遙 控玩具、電子寵物等等，這些 產(chǎn)品都與 開(kāi)單片機(jī) 息息相關(guān) 。 本文設(shè)計(jì)的智能散熱器，利用單片機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)溫度傳感器對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，外加液晶顯示電路，可實(shí)現(xiàn)散熱器轉(zhuǎn)速隨著外界溫度變化而變化。因而，此設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。通常在臺(tái)式機(jī)中主要是風(fēng)冷技術(shù)，這包括 中央處理器 、顯卡、電源及機(jī)箱的散熱風(fēng)扇等，在筆記本電腦中，風(fēng)冷依舊的主要的散熱方式，絕大數(shù)的散熱方式是：風(fēng)扇 、 熱管 、 散熱板的組合。在筆記本電腦底部一般都有散熱通風(fēng)口，或吸入或吹出，對(duì)筆記本電腦的散熱都非常重要。筆記本的散熱底座的散熱原理主要有兩種： 。兩種送風(fēng)形式的差別在于氣流形式的不同，吹風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的是紊 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 流，屬于主動(dòng)散熱，風(fēng)壓大但容易受到阻力損失，例如我們?nèi)粘Ｏ奶煊玫碾婏L(fēng)扇；吸風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的是層流，屬于被動(dòng)散熱，風(fēng)壓小但氣流穩(wěn)定，例如機(jī)箱風(fēng)扇 。市場(chǎng)上的 散熱底座多數(shù)是有內(nèi)置吸風(fēng)式風(fēng)扇的 。金屬的導(dǎo)熱性好，但現(xiàn)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(dǎo)熱性能不能完全發(fā)揮出來(lái)。另外金屬一般比較重，而且由于制造時(shí)工藝要求較高，一旦做工不夠精細(xì)，極易傷人。出于成本及輕便的考慮，重量較輕、發(fā) 熱小的筆記本可以選 用 設(shè)計(jì)較好的塑料散熱底座。 散熱底座的性能 性能判定方法：同等環(huán)境下， 使用 散熱底座 和 不使用，分別記錄開(kāi)機(jī)五分鐘和開(kāi)機(jī)一小時(shí)后的系統(tǒng)主要溫度參數(shù)，可以大概確定該散熱底座的散熱性能。風(fēng)扇多固然增加散熱效果，但是相應(yīng)的耗電及噪音 振 動(dòng)也增加了，所以一般以 2～3 個(gè)為宜。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 2 系統(tǒng)方案論證 本設(shè)計(jì)以 STC90C51 單片機(jī)為核心，構(gòu)成單片機(jī)控制電路。選擇合理的電路方案，能實(shí)現(xiàn)好系統(tǒng)的功能，降低設(shè)計(jì)的成本，而且有利于后繼添加的擴(kuò)展功能。 CPLD 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù) 雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積 較 小、 極高的穩(wěn)定性能 、 豐富的 I/O 資源 、 便 于進(jìn)行功能擴(kuò)展。但本系統(tǒng) 沒(méi)有必要使用 復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)處理 數(shù)據(jù)的速度要求也 不是 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 很 高。 方案二：采用凌陽(yáng)公司的 16 位單片機(jī)，它是 16 位控制器，具有體積小、較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力 、 較高的集成度 、易 于 擴(kuò)展、可靠性高、 低 功耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 較強(qiáng)的 中斷處理能力 等特點(diǎn)。但是 凌陽(yáng) 的 單片機(jī)在語(yǔ)音處 理和辨識(shí)時(shí)， 因?yàn)樗?占用的 CPU資源較多而 促使它 處理其它任務(wù)的速度和能力降低。 方案三：采用 STC 公司的 STC90C516 單片機(jī)作為主控制器。 因此，本設(shè)計(jì)采用方案三。但對(duì)于本設(shè)計(jì)中會(huì)產(chǎn)生更多的電路，一是增加了體積不易于安裝，二是本系統(tǒng)不需要很高的精度。 ℃。適合于 各種 惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng) 的 溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 因此，本設(shè)計(jì)采用方案二。達(dá)林 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 頓管串聯(lián)在直流電機(jī)回路上，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器改變電機(jī)回路的電流的大小，從而達(dá)到控制電機(jī)的目的。 方案二：采用 PWM 控制步進(jìn)電機(jī)。 PWM 對(duì)半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通 和關(guān)斷進(jìn)行控制，是輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖， 正弦波或其他所需要的波形 被這種脈沖來(lái)代替 。 對(duì)于本設(shè)計(jì)的不足之處也很明顯，步進(jìn)電機(jī)適用于精確控制，本電路不需要非常精確。 方案三：采用三級(jí)管直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，電路使三級(jí)管工作在飽和和截止區(qū)，三極管處于很低的功耗狀態(tài)，發(fā)揮簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)作用來(lái)控制電機(jī)兩端電流的通斷，從而達(dá)到控制電機(jī)的目的。 因此，本設(shè)計(jì)采用方案三。下面對(duì)具體電路進(jìn)行闡述。 C/4085176。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù) 據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL邏輯電平。作為輸入使用時(shí)， 因?yàn)?內(nèi)部電阻 外部拉低的引腳 ， 將輸出電流。 P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí) ， 因?yàn)?內(nèi)部電阻 外部拉低的引腳 ，將輸出電流。在 此情況下 ， P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 “1”。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 邏輯電平。 被當(dāng)作輸入口 使用時(shí)，被 外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。 ALE：地址鎖存控制信號(hào) （ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。 在一般情況下 ， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，所以 ALE 信號(hào)也可當(dāng)作脈波信號(hào)源。 PSEN： 是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。 EA/VPP： 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 溫度傳感器電路 芯片 DS18B20 介紹 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 DS18B20 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 55℃ ~125℃，在 10℃ ~85℃范圍內(nèi) ,精度為177?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸， 系統(tǒng)的抗干擾性能被提高了很多 。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。分辨率設(shè)定，及用戶(hù)設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ) 在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 的主要特性 1 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 2 獨(dú)特的單線接口方式， 僅需要一條線 就可以 使 DS18B20 與微處理器連接 ， 即可實(shí)現(xiàn) 單片機(jī) 與 DS18B20 的雙向通訊 。 4 DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) ?！? 6 可編程 的分辨率為 9～ 12 位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 。 8 以 數(shù)字溫度信號(hào) 的形式 直接輸出測(cè)量結(jié)果 ，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有 超 強(qiáng)的抗干擾能力 。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 18B20 的初始化 1 先將數(shù)據(jù)線置高電平 “1” 。 4 延時(shí) 750 微秒（該時(shí)間的時(shí)間 范圍可以從 480 到 960 微秒）。 6 延時(shí)等待（如果初始化成功則在 15 到 60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由 DS18B20 所返回的低電平 “0” 。 7 如果 CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平 “0” 后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第 5步的時(shí)間算起）最少要 480微秒。 DS18B20 的寫(xiě)操作 1 數(shù) 據(jù)線先置低電平 “0” 。 3 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 5 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 7 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 2 延時(shí) 2 微秒。 4 延時(shí) 3 微秒。 6 延時(shí) 5 微秒。 8 延時(shí) 60 微秒。 其作用是把微弱信號(hào)放大成 幅 值較大的電信號(hào) ， 也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。 按結(jié)構(gòu)分 ： NPN、 PNP。 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管 。 按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管、平面管 。中間的 N 區(qū)（或 P 區(qū)） 為 基區(qū)，兩邊的區(qū)域 分別為 發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別 為 基極 B、 發(fā)射極 E 和 集電極 C，能 夠 起 到 放大、 飽和和截止 等作用的半導(dǎo)體電子器件。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是 直流電動(dòng)機(jī) ，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是 直流發(fā)電機(jī) ，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱(chēng)為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和 電刷 裝置等組成。永磁直流電機(jī)既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn) ，又具備良好的調(diào)速特性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。對(duì)于電路的保護(hù)采用二極管續(xù)流方式并聯(lián)在電機(jī)兩端。 沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 RS232 是一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)， 它的 傳輸方式 不平衡 ，典型的 RS232 信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器的輸出正電平范圍在 +5~+15V之間，負(fù)電平范圍在 5~15V之間，與 TTL 電平相對(duì)應(yīng)時(shí)，邏輯 1 對(duì)應(yīng) RS232 通信的負(fù)電平，邏輯 0 對(duì)應(yīng) RS232 通信的正電平。 即接 收