目录1、前言 (1)2、总体方案设计 (2)2.1设计内容 (2)2.2方案比较 (2)2.3方案论证 (3)2.4方案选择 (3)3、单元模块电路简介与设计 (4)3.1本系统部分器件介绍 (4)3.1.1 DS18B20 温度传感器简介 (4)3.1.2 STC89C52RC 单片机简介 (4)3.1.3 ULN2003 芯片简介 (5)3.2单元模块电路设计 (6)3.2.1 电源电路 (6)3.2.2 单片机主芯片电路 (7)3.2.3 时钟电路 (7)3.2.4 复位电路 (8)3.2.5显示电路 (8)3.2.6温度检测电路 (9)3.2.7 按键控制电路 (9)3.2.8 报警及电机电路 (9)3.3模块连接总电路 (10)4、软件设计 (11)4.1程序设计原理及所用工具 (11)4.2主程序设计 (11)4.3主要模块主程序设计 (12)5、系统调试 (15)6、系统功能、指标参数 (18)7、结论 (19)8、总结与体会 (20)9、参考文献 (21)附录1：ISIS仿真图、PCB板图、实物图附录2：程序源代码1 前言现代生活，电脑已经成为人们生活中不可缺少的一部分。

无论笔记本电脑还是台式电脑，人们在选择的时候都会考虑到它的散热性能，一个好的散热系统能够保证电脑的高速正常运行，给CPU足够的空间进行高负载的活动，才能享受计算机技术给我们生活带来的无穷魅力，可见一个好的散热系统，对电脑而言是多么的重要。

但是，计算机部件中大量使用的是集成电路，而众所周知，高温是集成电路的大敌。

高温不但会导致系统运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。

导致高温的热量不是来自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。

散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者机箱外，保证计算机部件的温度正常。

多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。

说到计算机的散热器，我们最常接触的就是CPU的散热器。

散热器通常分为主动散热和被动散热两种；前者以风冷散热器较为常见，而后者多为散热片。

细分散热方式，又可分为风冷，液冷，半导体制冷，压缩机制冷等等。

其中，液冷·半导体制冷及压缩机制冷要么技术不成熟，要求高，能耗大；要么体积受限，价格昂贵。

风冷散热器作为区别于水冷散热器的一个主流产品类别，不断的引领着整个IT散热市场的前进和创新因此，风冷是最常见，性价比最高的散热方式，我们设计的“智能电脑散热系统”就是利用温度传感器实现对外界温度的感知，再利用单片机编程控制风扇的转速，从而实现温度的自动调节，以达到散热目的。

正是因为融合了温度传感器技术和单片机技术，使得本作品兼智能化和自动化于一体。

而温控调速技术的优点在于其能有效地提高散热器的的工作效率，节约能源，性价比高，适用范围广泛。

且本设计比较人性化，由于不同的电脑的散热能力不同，对于散热能力很差的电脑而言，只凭借温控可能无法实现正常降温，就需要人为控制来调节适合电脑的散热，因此我们增加了手控模式。

本设计中增加了实时温度显示，让我们随时看着CPU的具体温度，从而消除忧虑，并且，在这基础之上，还增加了高温报警功能，避免你的电脑因为温度过高烧毁一些部件甚至是CPU。

因此，我们的设计更加人性化，更加舒适。

2 总体方案设计2.1设计内容根据对环境温度的测量控制小风扇的转速，并用数码管显示当前温度数值，温度升高风扇转速提高，温度降低风扇转速下降。

同时配备按键实现控制风扇的启、停，温控模式、手控模式、手控档位加，手控档位减，另外还要实现温度过高自动报警，以及按键按下时发声，提醒操作成功。

2.2方案比较方案一：选用热敏电阻作为感测温度的核心元件，通过运算放大器放大由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号，再用AD 转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入STC89C52RC单片机处理。

采用液晶显示屏LCD显示温度，电机采用数模转换芯片AD0832控制，由单片机根据当前温度值送出相应数字量到AD0832，由AD0832产生模拟信号产生PWM波，控制直流电机转速。

如图2.1图2.1 系统总体框图方案二：采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件，直接输出数字温度信号输入STC89C52RC单片机处理，采用四位共阳数码管显示温度，采用动态扫描显示方式，并且采用对单片机编程输出PWM调制波形经ULN2003驱动后直接控制电机转速。

如图2.22.3 方案论证方案一：此方案能够实现设计的功能，采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不敏感，在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差，并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性，其本身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路予以纠正，但不仅将使电路复杂稳定性降低，而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的温度变化。

但是液晶显示模块价格昂贵，驱动程序复杂。

虽然用DA转化芯片产生PWM调制波能够实现，但是D/A转换芯片价格较高，与其温控状态下单片机直接编程相比性价比不高。

方案二：本方案也能正常实现设计的功能，并且由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大转换等电路的误差因素，温度误差很小，并且由于其感测温度的原理与上述方案的原理有着本质的不同，使得其温度分辨力极高。

温度值在器件内部转换成数字量直接输出，简化了系统程序设计，又由于该传感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变的非常简洁，抗干扰能力强。

LED数码管显示，成本低廉，显示温度明确醒目，在夜间也能看见，功耗极低，显示驱动程序的编写也相对简单，这种显示方式得到广泛应用。

2.4方案选择通过上面两种方案的论证比较，中和性价比和复杂度，我们选择第二种方案。

3.单元模块电路简介与设计3.1 本系统部分器件介绍3.1.1 DS18B20温度传感器简介DS18B20 单线数字温度传感器是Dallas 半导体公司开发的世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。

它具有3 引脚TO－92 小体积封装形式。

温度测量范围为-55℃——+125℃，可编程为9 位——12 位A/D 转换精度，测温分辨率可达0.0625℃。

被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出。

工作电压支持3V——5.5V 的电压范围，既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。

DS18B20 还支持“一线总线”接口，多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

它还有存储用户定义报警温度等功能。

其管脚排列如图3.1所示，DQ 为数字信号端，GND 为电源地，VDD 为电源输入端。

图3.1 DS18B20 外形及管脚3.1.2 STC89C52RC单片机简介STC89C52RC 是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM）256B片内RAM 的低电压，高性能CMOS8 位微处理器。

该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC 的STC89C52RC 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

STC89C52RC单片机管脚如图3.2所示:图3.2 STC89C52RC单片机管脚各管脚功能：VCC：供电电压。

GND：接地。

P0 口：P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。

当P1 口的管脚第一次写1 时，被定义为高阻输入。

P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0 外部必须被拉高。

P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1 口管脚写入1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地接收。

P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL 门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3 口：P3 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口，可接收输出4 个TTL 门电流。

当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口。

3.1.3 ULN2003芯片简介ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。

可直接驱动继电器等负载。

输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。

ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN达林顿管组成。

该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL 和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统其管脚图如图3.3图3.3 ULN2003芯片引脚图3.2 单元模块电路设计3.2.1 电源电路电源电路主要是为系统提供电源，在本设计中，为了使电路简单，我们直接用USB 接口提供5V直流电源为电路供电。

下图中的第2个图是电源指示灯电路，指示是否给系统加电，第3个图是滤波电路，第4个图是为其余芯片供电电路。

电路如图3.4：图3.4 电源电路图3.2.2 单片机主芯片电路芯片STC89C52RC是带2K字节快闪存储器的8位单片机。

P0-P3口都是并行I/O口，都可用于数据的输入和输出。

其中P1的P1.4,P1.5，P1.6，P1.7口用于LED显示的位选控制；P1.2高温报警；P1.3用于控制直流电机的转速。