基于51单片机笔记温控散热器的设计与制作

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析..............................................................................................1

2设计方案遴选..............................................................................................1

2.1单片机的选择...................................................................................1

2.2系统框图设计...................................................................................2

3产品硬件设计..............................................................................................2

3.1STC89C52单片机核心电路设计........................................................2

3.2按键电路设计...................................................................................3

3.374HC573驱动数码管显示模块电路..................................................3

4产品软件设计..............................................................................................4

4.1主程序流程图...................................................................................4

4.2按键设置上下限程序设计...............................................................5

4.3产品程序清单...................................................................................5

5产品使用说明..............................................................................................6

5.1组装与焊接电路...............................................................................6

5.2产品装配图.......................................................................................7

5.3产品调试...........................................................................................7

5.4产品使用说明...................................................................................8

6、产品设计技术标准.........................................................................................8

7参考资料...........................................................................................................8

附录.....................................................................................................................10

附录1元器件清单..................................................................................10

附录2电路原理图..................................................................................10

附录3PCB设计图...................................................................................11

附录4产品实物图..................................................................................12

附录5主程序代码..................................................................................13

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基于51单片机笔记本温控散热器设计与制作

1产品功能分析

笔记本电脑日益普及，尤其在年轻人中更常见。调查显示，许多大学生会选

择购买笔记本电脑，主要用于完成作业、上网课、制作简历和论文等。此外，上

班族和商务人士也普遍使用笔记本电脑，以便在出差或旅行时能够随时处理工

作事务。随着科技的进步和消费者对便携式电脑的需求增加，笔记本电脑的性能

和功能不断提升，受到越来越多用户的青睐。同时，随着价格的逐渐降低，笔记

本电脑的普及程度将进一步提高。笔记本电脑的温度通常会因使用环境和电脑

配置的不同而有所变化。一般来说，正常的笔记本电脑温度应该控制在升温30

度范围内。在夏天，由于环境温度较高，笔记本电脑的温度可能会达到50度到

80度之间，而在冬天，温度则可以控制在30度到60度之间。如果笔记本电脑

的温度过高，可能会导致死机、重启、蓝屏等问题，因此需要采取一些降温措施，

例如清理内部灰尘、更换CPU风扇、检查CPU硅胶等。此外，使用散热器、避免

长时间使用笔记本电脑等也可以有效地降低笔记本电脑的温度。

笔记本温控散热器主要是为了解决长时间使用电脑所造成的温度高，为了

提高笔记本电脑的使用寿命。它不仅仅原理简单易懂，所有需要的配件费用也十

分亲民，并且也能符合安全使用标准，基本能达到日常长时间使用笔记本电脑的

散热需求。系统核心所使用的是STC89C52，通过DS18B20温度传感器模块获取

温度数据后反馈给STC89C52芯片，然后通过STC89C52判断温度范围，低于温

度下限时，散热器不启动，如果温度处于上、下限之间，散热器启动正常功率，

若是温度处于上限时，散热器启动最大功率。

2设计方案遴选

2.1单片机的选择

2.1.1使用STC89C52单片机

STC89C52的优缺点：性价比高，内置了Flash储存器和EEPROM储存器，提

高了系统的稳定性，具有多种接口支持、丰富的定时器和PWM输出功能，可以广

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泛应用与控制和嵌入式系统领域，Y有许多开发工具和资料支持。

2.2系统框图设计

图2-1系统框图

3产品硬件设计

3.1STC89C52单片机核心电路设计

STC89C52是由美国Atmel公司生产的一款低电压、高性能的CMOS8位单片

机。它包含一个8KB的可重复擦写的程序存储器和12KB的随机存取数据存储器

（RAM）。该器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准的

MCS-51指令系统。

STC89C52单片机在电子行业中被广泛使用，并且可以按照常规方法进行编

程，也可以在线编程。它结合了通用的微处理器和Flash存储器，特别是可重复

擦写的Flash存储器可以有效地降低开发成本。

STC89C52提供PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以满足不同产品

的需求。

选择STC89C52的原因主要有以下几点：

性价比：STC89C52是一种常用的微控制器，其性能和价格都比较适中，适

合用于各种控制系统的开发。

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开发环境：STC89C52的开发环境比较成熟，有许多开发工具和资源可供选

择，这使得开发过程更加便捷和高效。

功能丰富：STC89C52具有丰富的外设和功能，如I/O口、定时器、串口通

信等，这些功能可以满足大多数控制系统的需求。

广泛的应用领域：STC89C52广泛应用于各种领域，如工业控制、智能家居、

医疗设备等，这使得它成为一种非常实用的微控制器。

社区支持：STC89C52在开发者和用户社区中有着广泛的支持，可以方便地

找到相关的资料、教程和问题解答，这有助于缩短开发周期和解决问题。

总之，选择STC89C52作为毕业设计是基于其性价比、开发环境、功能丰富、

应用领域和社区支持等多方面的考虑。

3.2按键电路设计

通过按键进行自动温控模式的上下限设置

按K1进入设置模式，按一下进入设置上限，按两下进入设置下限

进入设置上限模式时，K2为上限加五，K3为上限减一

进入设置下限模式时，K2与K3的加减则相反

图3-1按键电路

3.374HC573驱动数码管显示模块电路

74HC573是一款D型透明锁存器，具有三态总线驱动输出、置数全并行存取、

缓冲控制输入以及使能输入有改善抗扰度的滞后作用等特点。

在74HC573中，当使能（G）为高时，Q输出将随数据（D）输入而变。当使

能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工

作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。这种电路

可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要

外接口。

74HC573特别适用于缓冲寄存器、I/O通道、双向总线驱动器和工作寄存器，

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为微处理器提供简便的接口，用于微控制器和微型计算机的输入输出口。

图3-2数码管显示模块

4产品软件设计

4.1主程序流程图

开始

初始化EEPROM

初始化温度传感器

初始化中断系统

读取温度

调用风扇控制函数

结束

图4-1主程序流程图

4

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4.2按键设置上下限程序设计

进入设

置上限

K2为上限加五

初始

按下K1键1

K3为上限减一

化结束

次或2次

松手保存数据

进入设

置下限

图4-2上下限程序设计

4.3产品程序清单

头文件reg51.h按键设置上下限

zi_keyscan

初始化主程序qp.c扇区文件

eeprom52.h

自动温控模式zi_dong

—

4-3产品程序清单

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5产品使用说明

5.1组装与焊接电路

第一步：清洁焊接区域，将需要焊接的元器件引脚稍微分开，方便焊接。注

意不要将引脚靠在一起，以免影响焊接效果。将烙铁头部放置在元件底部，然后

用焊锡丝连接起来。小心不要将烙铁头部碰到其他元件，以免损坏其他元件并将

两个元件焊接在一起。

第二步：给焊接加热。完成第一步后，用烧热的烙铁放在元器件脚旁，融化

适量的焊锡丝。注意不要加热过久，以免损坏焊盘。通常将烙铁温度设置为400

摄氏度左右，加热几秒钟即可。在焊接过程中要注意安全，避免烙铁触碰到手。

如果需要重新焊接，将元器件卸掉。尽量使焊接点圆润，烙铁在板上的停留时间

不宜过长，以免损坏板子。

第三步：检查。完成以上两步后，对整体进行检查。主要检查焊接点是否饱

满，确认是否紧固，是否与其他管脚相连。检查线路是否脱落或正负极是否接反。

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5.2产品装配图

5.3产品调试

5.3.1调试系统

新建一个文件夹，再新建一个工程保存到此文件夹中。

在工程中新建.c文件，按需求加入头文件，进行编写代码并且保存

程序编写完成时，进行编译，根据所提示信息进行完善，若有错误信息，

根据提示修改，直到没有错误为止

程序编译完成后就通过串口烧写模块把程序烧写进去，以此来检查程序是

否满足功能要求，若是功能还存在问题或者不满足要求，需要反复调试，直至

程序无误

5.3.2调试硬件

最后一步是硬件测试，以确保所有元器件都可以正常通电并正常工作。调试

7

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主要包括观察焊接的完整性和元器件之间的连接情况，以避免短路或接线错误。

在测试过程中，可以使用万用表来检测电源是否短路和带电，并检查引脚是否正

确连接。最后，需要确认每个器件都能正常工作，并满足开发效果的要求，同时

要保护好产品，避免元器件损坏或丢失。

5.4产品使用说明

（1）检查插线是否完好，确认零件无缺失。

（2）连接电源线并通电后，本产品将自动检测周围环境的温度。当温度达

到设定值时，风扇将自动运行。

（3）若是温度不符合预期，可通过按键进行设置

（4）不使用时，请妥善收好产品，轻拿轻放，切勿暴力操作。

6产品设计技术标准

[1]J-STD-001E电气与电子组件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E电子组件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21电子组件和电路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技术软件工程术语；

[5]GB/T8566-2007信息技术软件生存周期过程标准；

[6]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范。

7参考资料

1）吴国经《单片机应用技术》中国电力出版社2004

（2）何希才《传感器技术与应用》北京航空航天大学出版社2005.

（3）郑学坚、周斌《微型计算机原理及应用》清华大学出版社2006.

（4）周雪《模拟电子技术(第二版)》西安电子科技大学出版社2005

（5）孙津平《数字电子技术》西安电子科技大学出版社2005

（6）王幸之《AT89系列单片机原理与接口技术》北京航空航天大学出

版社2004

（7）张文栋《存储测试系统的设计理论及其应用》高等教育出版社

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2001

（8）吴旗《传感器与自动检测技术（第二版）》高等教育出版社2006

（9）周润景《基于Proteus的AVR单片机设计与仿真.》北京航空航天

大学出版社2007

（10）马中梅《单片机的C语言程序设计（第四版）》北京航空航天大

学出版社2007

（11）张道德《.单片机接口技术（C51版）》中国水利水电出版社2007

（12）陈有卿《通用集成电路应用与实例分析》中国电力出版社2007

（13）何希才《常用集成电路实用实例》电子工业出版社2007

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附录

附录1元器件清单

附录2电路原理图

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附录3PCB设计图

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附录4产品实物图

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附录5主程序代码

#include<reg51.h>

#include<intrins.h>//包含头文件

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint//宏定义

#include"eeprom52.h"

////////////////////

sbitdj=P1^0;//电机控制端接口

sbitDQ=P1^6;//温度传感器接口

//////////按键接口/////////////////////////////////

sbitkey1=P3^5;//设置温度

sbitkey2=P3^6;//温度加

sbitkey3=P3^7;//温度减

//////////////////////////////////////////////////////

sbitw1=P2^4;

sbitw2=P2^5;

sbitw3=P2^6;

sbitw4=P2^7;//数码管的四个位

/////共阴数码管段选//////////////////////////////////////////////

uchartable[22]=

{0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,

0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,

0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,

0x40,0x38,0x76,0x00,0xff,0x37};//'-',L,H,灭,全亮，n16-21

uintwen_du;//温度变量

intshang,xia;//对比温度暂存变量

uchardang;//档位显示

ucharflag;

uchard1,d2,d3;//显示数据暂存变量

ucharm;

ucharjs;

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/******************把数据保存到单片机内部eeprom中

******************/

voidwrite_eeprom()

{

SectorErase(0x2000);//清除扇区

byte_write(0x2000,shang);//写上限数值到扇区

byte_write(0x2001,xia);//写下限数值到扇区

byte_write(0x2060,a_a);//写初始变量到扇区指定位置

}

/******************把数据从单片机内部eeprom中读出来

*****************/

voidread_eeprom()

{

shang=byte_read(0x2000);

xia=byte_read(0x2001);

a_a=byte_read(0x2060);

}

/**************开机自检eeprom初始化*****************/

voidinit_eeprom()

{

read_eeprom();//先读扇区的数据

if(a_a!=1)

{

shang=30;//上限数值初始为30

xia=20;//下限数值初始为20

a_a=1;

write_eeprom();

}

}

voiddelay(uintms)

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{

uintx;

for(ms;ms>0;ms--)

for(x=10;x>0;x--);

}

/***********ds18b20延迟子函数（晶振12MHz）*******/

voiddelay_18B20(uinti)

{

while(i--);

}

/**********ds18b20初始化函数**********************/

voidInit_DS18B20()

{

ucharx=0;

DQ=1;//DQ复位

delay_18B20(8);//稍做延时

DQ=0;//单片机将DQ拉低

delay_18B20(80);//精确延时大于480us

DQ=1;//拉高总线

delay_18B20(14);

x=DQ;/

delay_18B20(20);

}

/***********ds18b20读一个字节**************/

ucharReadOneChar()

{

uchari=0;

uchardat=0;

for(i=8;i>0;i--)

{

DQ=0;//给脉冲信号

dat>>=1;

DQ=1;//给脉冲信号

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if(DQ)

dat|=0x80;

delay_18B20(4);

}

return(dat);

}

/*************ds18b20写一个字节****************/

voidWriteOneChar(uchardat)

{

uchari=0;

for(i=8;i>0;i--)

{

DQ=0;

DQ=dat&0x01;

delay_18B20(5);

DQ=1;

dat>>=1;

}

}

/**************读取ds18b20当前温度************/

voidReadTemperature()

{

uchara=0;

ucharb=0;

uchart=0;

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xCC);

WriteOneChar(0x44);

delay_18B20(100);

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xCC);

WriteOneChar(0xBE);

delay_18B20(100);

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a=ReadOneChar();

b=ReadOneChar();

wen_du=((b*256+a)>>4);

}

voidzi_keyscan()//自动模式按键扫描函数

{

if(key1==0)

{

delay(300);

if(key1==0)flag=1;

while(key1==0);//松手检测

}

while(flag==1)//设置上限

{

d1=18;d2=shang/10;d3=shang%10;

if(key1==0)

{

delay(300);

if(key1==0)flag=2;

while(key1==0);//松手检测

}

if(key2==0)

{

delay(300);

if(key2==0)

{

shang+=5;//上限加5

if(shang>=100)shang=100;//上限最大加到100

}while(key2==0);//松手检测

write_eeprom();

}

if(key3==0)

{

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delay(300);

if(key3==0)

{

shang-=1;//上限减1

if(shang<=10)shang=10;//上限最小减到10

}while(key3==0);//松手检测

write_eeprom();//保存数据

}

}

while(flag==2)//设置下限

{

d1=17;d2=xia/10;d3=xia%10;//显示字母L显示下限温度值

if(key1==0)

{

delay(300);

if(key1==0)flag=0;

while(key1==0);//松手检测

}

if(key2==0)

{

delay(300);

if(key2==0)

{

xia+=5;

if(xia>=95)xia=95;

}while(key2==0);//松手检测

write_eeprom();//保存数据

}

if(key3==0)

{

delay(300);

if(key3==0)

{

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xia-=1;

if(xia<=0)xia=0;

}while(key3==0);//松手检测

write_eeprom();//保存数据

}

}

}

voidzi_dong()//自动温控模式

{

d1=dang;d2=wen_du/10;d3=wen_du%10;//显示档位，显示当前温度

值

zi_keyscan();//按键扫描函数

if(wen_du<xia){dang=0;}