便携式计算机智能散热温控系统设计开题报告

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1. 研究目的与意义

高温会对电子器件的性能产生有害的影响。实验与研究表明，单个半导体元件的温度每升高10℃，系统的可靠性降低50%，超过55%的电子设备的失效是由于温度过高引起的。目前， 越来越多的人将便携式计算机应用于工作和生活中, 并已覆盖到了几乎所有的领域。随着移动芯片技术及其性能的提升，便携式计算机多采用高频率双核CPU处理器、大容量高转速硬盘、高显存显卡、大容量内存等，电子元件的工作频率及功耗也随之上升，这就导致了电子元件在工作中释放出比以往更多的热量，这些热量必须被及时疏散，以确保器件能够安全稳定地工作。温度控制较好的电子器件能最大化地发挥其性能，从而进一步带来可观的经济效益。可见，热量的产生和释放关系到整个计算机系统的稳定性及产品的使用寿命，尤其是在现今市场便携性及高性能的趋势之下，稳定而又有效的散热系统势必会是一个非常关键的技术问题。本课题拟以单片机为控制核心测量和处理温度信息, 控制直流电机驱动风扇, 实现便携式计算机的智能节能散热。

2. 国内外研究现状分析

便携式计算机的发热器件主要为cpu，目前我国自主研发的cpu项目是由中科院计算机技术研究所承担的863项目，项目主要目标是开发龙芯系列计算机芯片，以缩小我国与发达国家计算机技术水平的差距。其中龙芯2号增强型处理器芯片已经达到了奔腾4的水平，该项目的下一个目标是研究与开发16核64位龙芯3号服务器处理器芯片。而国外两大处理器制造商ad和intel在不断升级cpu的时候遇到了瓶颈，不论通过提高处理器内部进程的数量，还是增大缓存的容量，单核处理器的主频仍然得不到有效的提高，于是双核乃至多核处理器应运而生。两家产商对于双核处理器的诞生有着各自不同的见解，前者是把双核做在同一个内核上，通过直连的架构连接起来，因为cpu的管脚、功耗等指标跟单核cpu保持一致，得到了用户的首亲；而intel则是采用2个独立的内核封装在一起，虽然功耗理论上有所提高，但是性能更为强劲。为了降低cpu的功耗，达到节能的目的，intel采用了c1e(enhanced halt state)技术，它是由c1（halt state）进化而来，即使当处理器处于低负载状态时，操作系统发出hlt指令，然后通过调节倍频来逐级降低处理器的主频，同时还可以降低电压。

温度控制系统广泛应用于社会各个领域，但根据应用场合的不同使其个体差异也较大。传统的温控系统大多采用模拟方法实现，主要有开关式控制法、比例式控制法等，其控制电路多采用继电器控制电路，虽然有着结构简单的优点，但由于继电器动作频繁导致的精度差、反应速度慢、造价高、维修麻烦等缺点。近年来，温控系统的设计与现代计算机技术的结合，使其在各方面取得了巨大发展。在控制电路方面，采用了主回路无触点的可控硅或固态继电器代替传统的继电器，克服了继电器接触不良的问题，提高了系统的稳定性、降低了设计成本及维修费用；在测温元件方面，采用了新型单线数字温度传感器，简化了电路结构，提高了系统控制精度。在数据处理方面，采用单片机作为系统的中央控制单元，其具有丰富的中断资源。用单片机作为中央控制核心不仅极大地提高了温度控制系统的智能化，简化了外围电路的设计，提高了系统控制精度以及反应速度，增强系统的功能，同时使系统具有很强的适应性。

在国外，温度控制技术在智能化、自适应、参数自整定等方面取得了巨大的成就。在此基础上，日本、美国、德国等国家在温度控制领域都生产出了一批性能优异的温度控制器及仪器数字控制器等。这些温度控制器普遍具有参数自整定功能并结合了计算机技术，具有更高的精度，抗干扰能力，高鲁棒性等。而我国的温控技术虽然已取得了一定的成就，但更多的企业仍停留在简单的pid控制，与国外相比，仍有很大的差距。综上所述，我国的温控技术只能适应一般的温控系统，难以满足现代化工业生产的需求，尤其是智能化水平较高的领域。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1、使用db18b20元件实现对温度的测量。

2、使用8051单片机并编写c语言程序以实现对温度数据的处理。

3、调制合理的脉宽占空比以控制电机的转速。

4. 研究创新点

本设计相较于现市面上的便携式电脑散热器，具有智能地根据CPU温度，主动调节风扇速度的功能，并且测温模块采用可以直接输出串行数据信号给单片机的DB18B20元件，使整个设计结构更为简单。供电方面为适应便携式的特点，采用现在笔记本都有的USB接口进行供电。