基于单片机的智能散热器的设计与实现.doc

目 录

摘要 ......................................................................1

关键词 ....................................................................1

Abstract ..................................................................1

Keywords ..................................................................1

2.2 1602 液晶显示屏........................................................4

2.3 单片机 STC89C52........................................................5

2.4 固态继电器（SSR） .....................................................6

3 智能散热器的硬件设计与实现 ..............................................6

3.1 单片机控制模块 ........................................................6

3.2 温度检测模块 ..........................................................7

3.3 温度显示模块 ..........................................................8

3.4 电机驱动模块 ..........................................................9

3.5 温度设定模块 ..........................................................9

3.6 报警模块 .............................................................10

5.1 总结 .................................................................15

5.2 展望 .................................................................15

参考文献 .................................................................16

附录 A....................................................................17

附录 B....................................................................21

附录 C....................................................................22

附录 D....................................................................27

致谢 .....................................................................30

基于单片机的智能散热器的设计与实现

Abstract：In many industrial control, temperature control is an essential component, the

radiator is one of the most important. This design introduced the intelligent design based

on MCU AT89C52 radiator and implementation in industrial field. The temperature data of

DS18B20 temperature sensor for measuring , LCM1602 liquid crystal display real-time

temperature, temperature setting by button, when the temperature is higher than the set

threshold value, SCM control relay start fan; when the temperature is lower than the

温度的变化越来越关键，而散热器则是其中的重要环节。为了解决工厂机器长时间工作

导致温度升高，工作效率下降而严重影响产品成本这一系列问题，设计了基于单片机的

智能散热器。使机器工作的温度环境得到了稳定，不但降低了能源消耗的成本而且提高

了工作效率。

路的问题。温度长时间过高不光会致使机器运转不稳定，缩短使用寿命，毁坏某些部件，

甚至会引发火灾，对生命财产造成很大危害。因此，一套稳定的散热系统就尤为重要。

一些物理和化学反应都和温度严密联系在一起。一般在车间的生产过程中, 如何避免过

度的温度一直是重要的研究课题，都非间接地关系到生产效率的提高、产品质量的进步、

环境的热传递即可，所以本设计采用抽风式散热，既节约了成本又达到了高效散热的功

能。

进行收集测量，确保数据精确，并且对所测机器内温度进行可靠的控制，目前还是需要

解决的问题。所以，温度散热技术包含测量温度和控制温度两类。在测量温度，接触温

度发展的早期，恒温控制对象的温度恒定在一定范围内，且要求稳态误差不能超过某特

定值，因此本设计温度传感器选用广泛应用的 DS18B20，它能够准确的测得系统内部真

实温度，非常适合散热器使用，这个检测方法的特点是：容易、可靠、便宜、测量准确。

控制温度的技术也可分为两种：动态与非动态温度的控制，跟踪达成非静态温度的控制

目标是实现被控制对象的温度变化的数据按照以前设定好的弧线进行转变。本文所阐述

继续升高则亮起红灯，与此同时进行语音报警，提示散热系统故障，散热器自动切断机

1 智能散热器系统总体设计

1.1 智能散热器系统的设计原则

散热器的工作环境非常苛刻，对本系统的抗干扰性有很大要求，于是我们采用 DS18B20

作为衡量温度的元件。在工作人员的日常工作中，应尽量减少对工作人员专业知识素养

的要求，这样就有利于该散热器的推广与使用，大大增强了使用价值，因此，在设计时

尽量减少人机交互接口，使用时尽量避免人为操作。所以本散热器设计按照以下原则：

单片机之所以被广泛应用，最重要的是因为其体积小、功耗低，性价比非常高。在

设计时能保证较高性能外，又降低了成本，增强了市场竞争力。在设计时应尽量让电路

简单，在保证机能的前提下用软件功效取代硬件功能。

1.2 智能散热器系统的总体方案设计

散热方式为抽风式散热，温度显示则应用 1602 液晶显示屏。智能散热器系统主要包括

控制模块、温度测量模块、人机显示模块、温度上线设置模块、电机驱动模块、警报模

块等六大部分。本智能散热器的总体方案设计如图 1-1 所示。

图 1-1 系统总体方案设图

2 智能散热器的主要元件选型及参数

2.1 温度传感器 DS18B20

其中耗能低，体积小，抗干扰能力强尤为突出，容易搭配微处理器，广泛应用于社会的

生产生活中。DS18B20 把温度信号转换为数字信号传输到处理器，它的测温误差在 0.5℃

左右，可以测量-55~125℃的温度范围。DS18B20 可编程分辨率为 9 ~ 12，对应的温度分

辨率为 0.5℃，0.25℃，0.125℃和 0.0625℃。与热电偶传感器相比可以实现高精度的

读写数据。它包括：按顺序初始化时序，读写时序。只有当处理器启动写时序时 DS18B20

才会最先传输数据，若要求 DS18B20 向处理器输送数据，处理器只有开始读时序接管数

据。读取温度数据是比较便宜的，当温度为正时，将 16 进制数转换成 10 进制数；为负，

将 16 进制计数器反加 1 后，再转换成 10 进制。

2.2 1602 液晶显示屏

32 个字符点阵组成，每个字符点阵块由 5×7 个点阵组成，可以显示 ASCII 码表中的所

有字符。1602 内置了 RAM 字符产生器、ROM 产生器和 RAM 数据显示。ROM 中具备 192 个

片平行的玻璃基板之中搁置液晶显示盒，下面的基板玻璃上配置 TFT，上面的基板玻璃

上放置多种色彩的滤光片，经过 TFT 上的暗记与电压改变来管控液晶分子的滚动方向，

从而管制偏振光出射与否，而实现显示指标。它具有可视角大，价格低廉，寿命长等优

点。它的道理是利用液晶经过电极通电后能够转变光的传输方向的特性来实现显示信息

的功能。

以显示各种符号和其他简单的图形数字罗马。复杂点的图形点阵式液晶显示器可以恣意

显示汉字、图形，达到图文并茂的显示成果。显示字母、数字、符号等的点阵的字符型