stc89c51单片机的cpu散热器设计(附件)【字数：9418】
摘 要本课题构建了一种智能CPU散热器控制系统，实现了根据环境温度自动调整的功能，该系统的实现是基于STC89C51单片机开发软件的，所以该器件的总体指标性能较为完美。在软件层面的设计方案上，该款智能CPU散热器系统是基于KEIL软件作为设计平台的，选用C程序语言配置各项功能对应的子程序模块，经过主程序对各个子程序的灵活调用，执行各项功能。在硬件系统方案设计方面，本次毕业设计将STC89C51单片机作为系统控制的核心，通过这种型号的具备八位数据处理性能的微处理器来对外部的参数显示电路、温度检测电路、红外遥控接收电路和直流风扇驱动电路进行驱动控制，通过每一个功能子电路的稳定工作，将各项功能指标进行执行。为了验证这个系统设计的正确性和合理性，本论文还对这款智能CPU散热器控制系统进行了多层面的工作数据测试，在整个测量过程中，这种类型的智能CPU散热器控制系统能够正确执行每一项功能，符合预期要求，假如将其推向相关产品市场，有益于降低其平均成本。
目录
一、 引言 1
（一） 智能CPU散热器的发展背景 1
（二） 智能CPU散热器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能CPU散热器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） DS18B20温度传感器简介 4
（五） 红外遥控器接收头简介 5
（六） 直流风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶屏电路设计 8
（三） DS18B20温度检测电路设计 8
（四） 红外遥控接收电路设计 9
（五） CPU直流风扇电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能CPU散热器的主程序流程设计 11
（二） 液晶驱动子程序流程设计 12
（三） 温度采集子程序设计 13
（四） 接收头驱动子程序流程设计 14
（五） PWM波输出子程序流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
程设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 源代码 28
引言
智能CPU散热器的发展背景
纵观这十年间的科学技术发展，虽然没有出现过重要的研发成果，然而在高速的发展状态下，电子技术在不断朝前迈步，智能CPU散热器控制系统在这个背景条件下取得了快速的发展，无论是在主控微处理器的效果上，还是软硬件内部每一个模块电路的工作稳定性上，都取得了整体的优化升级，智能CPU散热器的整体性能在多方的推进下，使得中高端性能的系统研发成本得到了不断下降，与此同时在使用者群体中获得了全面的推广，而过去以八位机担任主控核心的低端系统在不断被使用者抛弃。微型控制器最初只能处理四位数据，凭着技术人员对微处理器性能的重视，经过几十年的发展，微处理器经历了八位机、十六位机以及三十二位机，今日性能最高的微型控制器主要以三十二位机为主，单单从其内部的CPU性能上来说，在固定时间对数据的运算量来说，相比于最出色的八位机来说，直接就提升了四倍，而指令周期的改进和优化，使指令信号的综合执行时间提升了数十倍，多次各种各样不同类型的改进项，最终使得智能CPU散热器的功效在最近几年间取得了突飞猛进的工作效果。在智能CPU散热器的发展进步过程中传感器设计技术也扮演着不可缺少的角色，在绝大多数系统中，智能传感器起到了对外界非电量信号的采集作用，它是一种智能的采集器件，在智能CPU散热器系统中也不例外，系统大致性能被高性能的智能传感器直接决定，因此智能CPU散热器工程师在研发过程中特别重视，一般在研发中高等级别的智能CPU散热器时，需要选用效能最高的智能传感器来设计系统硬件，传感模块是智能CPU散热器控制系统与外界进行信号交互的关键环节，通过详细的资料查阅可以看出，智能CPU散热器在近几年的发展趋向主要是微型化、嵌入式化以及高智能化，为了满足发展方向的要求，技术人员在设计过程中必须选用外形体积更小、搜集精准度更高并且更为智能的传感器模块，这差不多可以说明传感器研发技术和智能CPU散热器控制系统的发展是相辅相成的。
智能化CPU散热器的国内外发展现况
根据利物浦大学提供的一份科学报告内容显示，在过去一段时间里，该校的一个科创研发小组花了很多精力对智能CPU散热器控制系统中的一项重要技术进行了研发，ARM内核在近几年时间里已经被嵌入到了各大厂商研发的主控芯片中，它是近些年来高性能处理器中的内核首选，而这个研发小组的任务则是将数个微处理器内核进行并行连接，使其植入到智能CPU散热器系统内部，使智能CPU散热器的数据处理速度得到大大提高，这项技术的重要技术在于使得主控微处理器与它的外部的传感模块进行稳定的并行工作，以此提升智能CPU散热器的功效。
本文主要研究内容
本章将确立各项设计内容，考虑到各项功能指标和需要实现的性能，采用了宏晶公司研究的STC89C51单片机来担任微处理器控制器，通过对LCD1602液晶显示电路、环境温度采集电路、红外一体接收头电路和直流风扇驱动电路的驱动控制，实现这款智能CPU散热器系统的各个性能，为了可以便于设计过程的进行，制订了下列各项设计内容：
1、实现STC89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、实现温度传感器驱动电路设计，通过STC89C51单片机单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3、配置HX1838红外一体接收头硬件驱动电路，实现对红外遥控信号的接收，从而使得智能CPU散热器系统可以去实现红外线遥控特性及功能；
4、配置直流风扇硬件控制电路，采用PWM波形式来对直流风扇的转速进行驱动控制，并在软件层面构建PWM波的实现方案；
方案设计及元器件选择
智能CPU散热器的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看，为了能够将这款智能CPU散热器系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，经过了反复的资料查阅和推敲，本论文拟将根据下图中的框图架构（见图21）来实现智能CPU散热器控制系统的构建，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602液晶屏、DS18B20传感器、红外遥控收发模块和高速直流风扇来构建LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度检测电路、红外一体接收头电路和直流风扇驱动电路等电路部分。液晶屏用于实现对智能风扇系统运行过程中产生的参数进行高清晰度显示，该模块主要有液晶屏和其外部的电阻网络组成。遥控器模块用于发出风扇档位指令，以红外线的光形式将指令传送给HX1838红外一体接收头，接收头在接收到红外线指令后，将光指令转换为电指令，并传送给51单片机；语音模块用于实现对温度值的真人播报；温湿度传感器采用DHT11，实现对周围环境温湿度参数的快速采集；继电器模块用于实现对加湿器的启闭；风扇风扇模块主要由直流风扇以及N沟道MOS管组成，MOS管作为直流风扇的驱动模块，通过这两个元件的合理搭配，在单片机的控制下，能够发出理想中的风速；温湿度传感器采用DHT11，将采集到的温度以单总线的形式传送给51单片机。
目录
一、 引言 1
（一） 智能CPU散热器的发展背景 1
（二） 智能CPU散热器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能CPU散热器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） DS18B20温度传感器简介 4
（五） 红外遥控器接收头简介 5
（六） 直流风扇简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） LCD1602液晶屏电路设计 8
（三） DS18B20温度检测电路设计 8
（四） 红外遥控接收电路设计 9
（五） CPU直流风扇电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能CPU散热器的主程序流程设计 11
（二） 液晶驱动子程序流程设计 12
（三） 温度采集子程序设计 13
（四） 接收头驱动子程序流程设计 14
（五） PWM波输出子程序流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
程设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 源代码 28
引言
智能CPU散热器的发展背景
纵观这十年间的科学技术发展，虽然没有出现过重要的研发成果，然而在高速的发展状态下，电子技术在不断朝前迈步，智能CPU散热器控制系统在这个背景条件下取得了快速的发展，无论是在主控微处理器的效果上，还是软硬件内部每一个模块电路的工作稳定性上，都取得了整体的优化升级，智能CPU散热器的整体性能在多方的推进下，使得中高端性能的系统研发成本得到了不断下降，与此同时在使用者群体中获得了全面的推广，而过去以八位机担任主控核心的低端系统在不断被使用者抛弃。微型控制器最初只能处理四位数据，凭着技术人员对微处理器性能的重视，经过几十年的发展，微处理器经历了八位机、十六位机以及三十二位机，今日性能最高的微型控制器主要以三十二位机为主，单单从其内部的CPU性能上来说，在固定时间对数据的运算量来说，相比于最出色的八位机来说，直接就提升了四倍，而指令周期的改进和优化，使指令信号的综合执行时间提升了数十倍，多次各种各样不同类型的改进项，最终使得智能CPU散热器的功效在最近几年间取得了突飞猛进的工作效果。在智能CPU散热器的发展进步过程中传感器设计技术也扮演着不可缺少的角色，在绝大多数系统中，智能传感器起到了对外界非电量信号的采集作用，它是一种智能的采集器件，在智能CPU散热器系统中也不例外，系统大致性能被高性能的智能传感器直接决定，因此智能CPU散热器工程师在研发过程中特别重视，一般在研发中高等级别的智能CPU散热器时，需要选用效能最高的智能传感器来设计系统硬件，传感模块是智能CPU散热器控制系统与外界进行信号交互的关键环节，通过详细的资料查阅可以看出，智能CPU散热器在近几年的发展趋向主要是微型化、嵌入式化以及高智能化，为了满足发展方向的要求，技术人员在设计过程中必须选用外形体积更小、搜集精准度更高并且更为智能的传感器模块，这差不多可以说明传感器研发技术和智能CPU散热器控制系统的发展是相辅相成的。
智能化CPU散热器的国内外发展现况
根据利物浦大学提供的一份科学报告内容显示，在过去一段时间里，该校的一个科创研发小组花了很多精力对智能CPU散热器控制系统中的一项重要技术进行了研发，ARM内核在近几年时间里已经被嵌入到了各大厂商研发的主控芯片中，它是近些年来高性能处理器中的内核首选，而这个研发小组的任务则是将数个微处理器内核进行并行连接，使其植入到智能CPU散热器系统内部，使智能CPU散热器的数据处理速度得到大大提高，这项技术的重要技术在于使得主控微处理器与它的外部的传感模块进行稳定的并行工作，以此提升智能CPU散热器的功效。
本文主要研究内容
本章将确立各项设计内容，考虑到各项功能指标和需要实现的性能，采用了宏晶公司研究的STC89C51单片机来担任微处理器控制器，通过对LCD1602液晶显示电路、环境温度采集电路、红外一体接收头电路和直流风扇驱动电路的驱动控制，实现这款智能CPU散热器系统的各个性能，为了可以便于设计过程的进行，制订了下列各项设计内容：
1、实现STC89C51单片机对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、实现温度传感器驱动电路设计，通过STC89C51单片机单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3、配置HX1838红外一体接收头硬件驱动电路，实现对红外遥控信号的接收，从而使得智能CPU散热器系统可以去实现红外线遥控特性及功能；
4、配置直流风扇硬件控制电路，采用PWM波形式来对直流风扇的转速进行驱动控制，并在软件层面构建PWM波的实现方案；
方案设计及元器件选择
智能CPU散热器的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看，为了能够将这款智能CPU散热器系统的性能可以达到瓶颈，这里需要设计一个最佳的实现方案，经过了反复的资料查阅和推敲，本论文拟将根据下图中的框图架构（见图21）来实现智能CPU散热器控制系统的构建，将STC89C51单片机作为主控部分，通过LCD1602液晶屏、DS18B20传感器、红外遥控收发模块和高速直流风扇来构建LCD1602液晶显示电路、DS18B20温度检测电路、红外一体接收头电路和直流风扇驱动电路等电路部分。液晶屏用于实现对智能风扇系统运行过程中产生的参数进行高清晰度显示，该模块主要有液晶屏和其外部的电阻网络组成。遥控器模块用于发出风扇档位指令，以红外线的光形式将指令传送给HX1838红外一体接收头，接收头在接收到红外线指令后，将光指令转换为电指令，并传送给51单片机；语音模块用于实现对温度值的真人播报；温湿度传感器采用DHT11，实现对周围环境温湿度参数的快速采集；继电器模块用于实现对加湿器的启闭；风扇风扇模块主要由直流风扇以及N沟道MOS管组成，MOS管作为直流风扇的驱动模块，通过这两个元件的合理搭配，在单片机的控制下，能够发出理想中的风速；温湿度传感器采用DHT11，将采集到的温度以单总线的形式传送给51单片机。
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