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基于单片机的智能散热器的设计本科毕业设计-说明.doc
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基于单片机的智能散热器的设计本科毕业设计-说明.doc
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. . . .
本科毕业设计
题 目 基 于 单 片 机 的 智 能 散 热 器 的 设 计
学生 _
专业名称 _
指导教师 _
年 月 日
. . . .
II / 33
基于单片机的智能散热器的设计
摘 要:散热器在生活中的应用很广泛,例如笔记本电脑会因为散热不良而出现
死机现象。单片机具有集成度高、体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等优点,
广泛应用于工业测控、智能仪器仪表、网络通信、家用电器等领域。
本设计在深入探讨散热问题的基础上,设计出了一套基于单片机控制的智能
散热器,综合了成本和性能等相关因素,采用 Atmel 公司的 AT89C52 单片机为核
心。控制器件向温度传感器 DS18B20 发送指令,进行温度信号的采集与处理,并
通过液晶显示器显示出来,与系统预先设定的温度参数进行比较,当温度达到一
定数值后,单片机会驱动风扇转动,进行散热处理。当温度下降到一定数值后,
风扇停止工作。通过按键对温度参考值进行设定,利用记忆芯片 EEPROM 对设定
值进行保存,实现温度智能控制最后系统在 Protues 下仿真运行,验证此系统设
计正确可行。
关键词:散热器;单片机 ;智能控制
. . . .
III / 33
Based on the Single chip Microcomputer
Intelligent design of radiator
Abstract : Radiator wide range of applications, such as notebook
computers because of poor heat dissipation phenomenon of death in
life. MCU with high integration, small size, strong function, high
reliability, low price, etc., are widely used in industrial
measurement and control, smart instrumentation, network
communications, household appliances and other fields.
The design in depth heat problem on the basis of design of a
microcontroller-based control of intelligent radiator, a combination
of cost and performance, and other related factors, using Atmel
AT89C52 microcontroller as the core. Control devices to send commands
to the temperature sensor DS18B20 temperature signal acquisition and
processing, and LCD display parameters were compared with the pre-set
temperature when the temperature reaches a certain value, the
microcontroller will drive the rotation of the fan for cooling
treatment. When the temperature drops to a certain value, the fan
stopped working. Set through the button on the temperature reference
value, the use of memory-chip EEPROM to save the set value,
temperature intelligent control the final system Profuse under
simulation run to verify that the design of this system is correct
and feasible.
Key Words:radiator; SCM; intelligent control
. . . .
1 / 33
目 录
1、引言 2
1.1 系统研究背景 2
1.2 散热原理和方式 2
2、 整体方案设计 3
2.1 系统整体设计 3
2.2 方案论证 4
2.2.1 温度传感器的选择 4
2.2.2 控制器的选择 5
2.2.3 温度显示器件的选择 5
2.2.4 电机与其驱动器的选择 5
3、各单元模块的硬件设计 6
3.1 系统主要器件简介 6
3.1.1 单线数字温度传感器 DS18B20 简介 6
3.1.2 单片机 AT89C527
3.1.3 风扇直流电机 8
3.1.4 芯片 MAX232 介绍 9
3.1.5 电源芯片 7805 介绍 9
3.1.6 LCD 显示芯片 160210
3.2 各部分电路设计 10
3.2.1 复位与晶振电路 10
3.2.2 独立键盘连接电路 11
3.2.3 温度采集电路 11
3.2.4 LCD 显示电路 12
3.2.5 串口通信 12
3.2.6 直流电机驱动电路 13
3.2.7 电源芯片连接电路 14
4、软件设计 15
4.1 单片机程序设计 15
4.1.1 总程序流程图 15
4.1.2 温度采集子程序流程图 15
5、 系统仿真 16
5.1 用 Keil C51 编写程序 16
5.2 系统软件调试 17
5.3 PROTEUS 软件简介 17
5.4 PROTEUS 电路原理图设计 18
5.4.1 智能散热系统的电路原理图设计:18
5.4.2 智能散热核心的电路原理图设计:18
5.5 PROTEUS 系统仿真与分析 19
6、结论 20
参考文献 21
致 22
附 录 23
源程序代码 23
. . . .
2 / 33
1、引 言
1.1 系统研究背景
随着科技不断进步和发展,单片机的使用已经渗透到我们日常生活的各个领域,
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业
自动化过程的实时控制和数据处理,各种智能 IC 卡的广泛使用,轿车、地铁和
公交车的安全保障系统,智能手机、摄像机等,这些产品都与开单片机息息相关。
那就更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
本文设计的智能散热器,利用单片机进行控制,实时温度传感器对直流电机
进行转速控制,外加液晶显示电路,可实现散热器转速随着外界温度变化而变化。
而目前市场上仅仅有的是单开关式的散热器,且操作不方便,经常开关,还没有
根据温度变化来进行控制的智能散热底座。因而,此设计具有相当重要的现实意
义和实用价值。
1.2 散热原理和方式
散热,其实就是一个热量传递过程通过传导、对流、辐射等几种方式。通常
在台式机中主要是风冷技术,这包括中央处理器、显卡、电源与机箱的散热风扇
等,在笔记本电脑中,风冷依旧的主要的散热方式,绝大数的散热方式是:风扇、
热管、散热板的组合。目前很多笔记本电脑采用铝镁合金的外壳,对散热也起到
了一定的作用。在笔记本电脑底部一般都有散热通风口,或吸入或吹出,对笔记
本电脑的散热都非常重要。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。笔记本的散热底
座的散热原理主要有两种:1.单纯通过物理学上的导热原理实现散热功能。将塑
料或金属制成的散热底座放在笔记本的底部,抬高笔记本以促进空气流通和热量
辐射,可以达到散热效果。2.在散热底座上面再安装若干个散热风扇来提高散热
性能。这种风冷散热方式包括吸风和吹风两种。两种送风形式的差别在于气流形
式的不同,吹风时产生的是紊流,属于主动散热,风压大但容易受到阻力损失,
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