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笔记本电脑智能散热系统的研究

2020-12-21 17:48编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目 录
一、绪论 1
(一)课题研究背景 1
(二)课题研究现状 1
(三)课题研究的意义 2
二、笔记本电脑散热器系统的设计方案 3
(一)设计内容  3
(二)单片机主芯片 3
(三)DS18B20温度传感器 4
1.DS18B20的主要特性 4
2.DS18B20的引脚图 4
3.DS18B20时序图 4
(四)LCD液晶显示器 5
三、硬件设计 7
(一)笔记本电脑散热系统的设计框图 7
(二)AT89C51单片机电路 7
1.时钟电路 8
2.复位电路 8
(三) LCD1602显示电路 8
(四)蜂鸣器电路 10
(五)冷风机驱动电路 10
四、软件设计 11
(一)主程序设计 11
(二)LCD1602显示函数 12
(三)温度设定流程 13
(四) DS18B20温度传感器检测流程 13
(五) 声光报警软件设计 14
(六)冷风机驱动流程 15
五、仿真和调试 16
(一)软件仿真设计 11
(二)仿真调试设计 11
(三)实物调试 17
六、总结与展望 19
参考文献 20
致 谢 21
附录1总设计原理图 22
一、绪论
(一)课题研究背景
技术的飞速发展,笔记本电脑越来越多,不同厂家为了竞争,在笔记本电脑的CPU、显卡、声卡等技术方面都做了技术处理,这些技术的处理,最终目的是减少笔记本电脑的功耗,因为电脑内部散发出来的热量太高,会大大降低笔记本电脑的用户的舒适体验。假设笔记本电脑里面的一些硬件散发出来的热量在无法及时排出,那么时间越长从而产生的高温不但会导致系统的不稳定,甚至会烧毁某些部件。为此笔记本电脑内部拥有一个先进的散热系统,将会改善笔记本电脑的内部的散热状态。基于这种设计的需求,需要设计出一个能实时检测笔记
 

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卡等技术方面都做了技术处理,这些技术的处理,最终目的是减少笔记本电脑的功耗,因为电脑内部散发出来的热量太高,会大大降低笔记本电脑的用户的舒适体验。假设笔记本电脑里面的一些硬件散发出来的热量在无法及时排出,那么时间越长从而产生的高温不但会导致系统的不稳定,甚至会烧毁某些部件。为此笔记本电脑内部拥有一个先进的散热系统,将会改善笔记本电脑的内部的散热状态。基于这种设计的需求,需要设计出一个能实时检测笔记本内部温度的检测装置,通过该装置实现笔记本内部温度的检测,并能根据检测的温度实现热处理,从而保证用户在使用电脑密度高的情况下,CPU产生的热量,可以有效的通过散热装置,将热量散发出去。笔记本电脑使用时间长,主板上的元器件或者控制芯片会老化,工作效率降低,产生的功耗大,散出的热量多,这种情况下,如果不对电脑内部进行的元器件或者芯片温度处理,将会导致电脑的死机或者主板的损坏。为此,需要保证笔记本电脑的散热装置定期清洗,保证其工作效率。同时从技术角度出发,必须对笔记本电脑的散热装置,进行系统的优化,设计完善出一个效率高,时速快的处理装置,根据不同的情况,可以实时的对笔记本电脑进行散热处理。
(二)课题研究现状
笔记本电脑在进行热处理的过程中,风扇一直处于一种高速运行的情况下,自身也会产生大量的热量,产生的这部分热量也会影响发到笔记本电脑运行。在笔记本电脑散热处理技术方面,虽然国内的散热装置价格低廉,但是整体的散热效果和国外的技术相比,还很落后,散热系统还不完善。在笔记本电脑散热系统的这项研究设计中,国内的相关技术人员,参与了笔记本电脑散热智能调节风扇转速的研究,因而我们采用了PWM控制技术来调节风扇的转速,让它达到预期的效果。
早在2007年,柴晓辉采用光电编码器作为传感器,以直流力矩电机作为系统的伺服电机,直接驱动负载转动;采用速率、位置双闭环的控制策略,实现转台的自动位置、速度等控制。在2008年,欧璐璐验证了直接转矩控制技术不需要将交流电动机变成直流电动机,从中减免了很多复杂的操作过程;不需要模拟直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。2011年安少亮通过对异步电机主磁路饱和与铁损特性的实验研究,发现了一种通过变频器参数自学习方式辨识异步电机磁化曲线的工程方法,并建立了考虑主磁路饱和与铁损的异步电机非线性仿真模型系统结构简单,却能够产生非常快的,动态响应。
为此需要设计一款智能的散热器控制系统,通过智能控制实现笔记本电脑散热,控制制作成本。
(三)课题研究的意义
笔记本电脑散热系统的优化研究,在前人设计的散热系统上,进行改造和创新,实现技术的突破和超越,这对未来国内笔记本散热系统装置将会有重要的意义。一个国家只有技术水平提高了,国家强盛了,才能得到世界和强国的认可。本次通过对已有的散热技术的分析和研究,最后在本次系统中,采用LCD液晶显示器来实时的显示检测到的笔记本内部温度,用一个环境温度传感器来实时的检测笔记本内部工作时芯片以及主板散发的热量,通过一个主芯片控制整个散热系统的散热,该芯片能实现对温度信号的处理,并根据检测到的笔记本内部温度实现整个系统的降温处理。整个笔记本散热系统可以实现笔记本电脑的自动温度控制和手动温度控制。自动温度控制主要通过PWM脉冲调节,依据采集到笔记本电脑内部的温度,进行数据处理,然后启动PWM的脉冲控制。启动手动模式后,可以手动调节散热器的转速。LCD液晶显示器实时显示温度值。通过这种智能的手动和自动方式,可以控制笔记本电脑散热器达到更好的散热效果,保持笔记本电脑正常的运行时间,从而提高了消费者的使用体验。该设计不仅可以用在笔记本散热上,也可以用于工业锅炉的温度控制,具有一定的商业价值潜力。本次优化的笔记本散热器性能上更加的人性化,既能实现自动散热功能,又能实现笔记本的手动散热。这样的控制方式,满足了用户的需求,可以维持笔记本电脑很好的散热效果,让用户更快、更好的使用笔记本电脑工作,很有研究价值和意义。
二、笔记本电脑散热器系统的设计方案
(一)设计方案
为了实现笔记本电脑内部环境温度的信号检测,本次对之前的笔记本电脑散热装置进行了改造和突破,设优化了笔记本电脑散热系统,根据前人设计的基础,本次设计的笔记本散热系统方案如下:
电脑散热器其散热以单片机AT89C51为主控制核心,通过该控制芯片实现整个笔记本电脑散热器的控制。该系统由单片机AT89C51最小系统、DS18B20温度传感器采集电路、冷风机电路、LCD液晶显示电路、按键电路、报警电路等组成。在系统控制中,对笔记本电脑设置了2种控制方式,分别是自动温度控制和手动温度控制。自动温度控制主要通过PWM脉冲调节,
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