单片机00521 基于单片机的智能散热器的研究与设计(实物论文)

摘要：随着社会的发展，科学技术日新月异，随着需求的增加，各种集成电路器件的功能也越来越多，但是随着电路的集成化和小型化，功率就变得越来越大，所以散热问题成为了不得不考虑的一个问题，散热器运用越来越广泛，比如家用的冰箱，智能机器人，电脑等电子器件，不使用散热器的化会造成器件工作不正常甚至烧坏器件，比如电脑运行大型游戏或者多开程序的化会造成黑屏死机的现象，但是市面上传统的散热器由于不能实时调节风扇的大小，会造成功率的浪费并且噪声很大。单片机由于体积小，功能强大，可扩展I/O口多，成本低，所以广泛应用与集成电路，工业控制，智能家居等领域。

本文在深入研究国内外散热器构成原理，发展现状的基础上，采用单片机为核心控制芯片，设计了一款低功耗、可调节的智能散热器，采用温度传感器DS18B20采集环境温度，在通过单片机系统与系统设定的阈值温度进行比较，控制风扇的开始停止，并根据温度变化控制风扇的转速，一共分为三档。并增加有LCD显示电路显示风扇的状态，另外系统也可以手动控制风扇的转速，外围电路电源模块采用低功耗、高效率的电源管理电路。经过调试，本系统能实现散热器需求的功能，具有一定的可行性和应用价值。

    关键词：散热器；单片机；智能；低功耗

1．2本课题主要研究内容

本系统以单片机STC90C51作为核心控制器，利用温度传感器DS18B20采集环境温度，通过数码管显示检测到的环境温度与设定温度。本系统具有自动模式与手动模式。自动模式下，系统内部通过比较检测到的环境温度与系统设定的温度，实现风扇电机的自动启动和停止，并根据温度的变化自动调整风扇的转速,风扇共有低中高三种档位。手动模式即可以手动控制风扇启动，停止，低中高三种档位的操作。另外本系统外接LCD显示器，可以显示风扇的状态，包括启动，停止，低中高档位。

第2章 系统的总体设计方案

2．1系统总体方案设计

本系统的设计采用模块化设计的思想，主要分为传感器模块、独立按键模块、核心模块、电机模块、显示模块、电源模块和其他外围电路。其系统结构框图如图2.1所示。

第3章 系统的硬件设计

3．1单片机核心控制硬件设计

本系统的核心部分就是单片机系统，本设计采用STC90C51作为核心控制芯片，用来控制系统的温度的采集，控制系统转速，显示风扇状态等。由于STC90C51的低成本和可擦除次数多，所以采用该单片机作为系统的控制芯片，其最小系统连接图如图3.1所示。

．2温度传感器模块硬件设计

DS18B20采用“一线总线”的连接方式，通过一根数据线来传递温度数据，所以传输的时候必须严格按照时序图就行读写操作，其读写控制过程如图3.2所示。

利用高温度系数晶振随温度的变化，晶振振荡率明显改变的原理，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。