基于MCU筆記本散熱底座智能溫控系統設計與研究

摘 要：為了確保筆記本設備散熱底座達到智能優化控制的技術水準，根據設計活動中紅外溫度傳感器的應用經驗，配合單片機作為核心支撐結構，使用溫度監控程序當做顯示平臺，專門設計出某種筆記本散熱底座智能優化管理系統，這類措施令設備底座發熱問題得到有效改善，同時完成向自動鑒別和調速的過渡工作。按照實際測試結論闡述，這類系統能夠全面、穩定地挖掘筆記本散熱需求，進而克制底座低噪音的蔓延狀態，滿足低能耗的運轉效果，維持應用過程中的經濟性價值，促進設備長期使用壽命得到延長發揮。

關鍵詞：散熱底座；智能溫控；單片機；系統流程；設計指標

筆記本電腦性能條件優越，并且便于攜帶，因此受到社會大眾的廣泛追捧，但有關底座散熱問題著實令研究人員和廣大用戶擔憂，這也是相關領域出現的技術瓶頸狀況。為了盡量彌補內置風扇散熱能力不足隱患，防止溫度過高造成的死機問題，人們開始普遍應用散熱底座來減小溫度傷害，但是市場上流通的散熱裝置結構、功能比較單一，其風扇一旦達到最高轉速，就不可避免的產生一系列噪音狀況，加上其散熱作用也不能憑借肉眼觀察，明顯與人們期望的智能化控制理論存在較大偏差。這就需要加強散熱器的軟件控制技術，保證啟停、調速以及溫度監控程序的自由轉換，這不但促進散熱活動的長期穩定運行，同時減少系統噪聲影響，滿足節能設計要求，促進系統運行速度，必將受到社會大眾的強烈歡迎和長期信賴。

1 筆記本底座溫控系統設計理念的整理

系統結構主要包含5個大框內容，包括USB形態的電源模塊、溫度數據搜集、微處理裝置、PC通信程序和電機驅動控制中心，以及相關的溫度監控軟件等。在系統內部，主要利用USB電源模塊作為處理媒介，再結合電機驅動實現階段供電活動，之后配合PC通信穩壓設施和溫度傳感器的單片機進行交互式處理，保證不同輸出位置對風扇電機的驅動功能，以達到隨時啟動和調節轉速的績效水準。在整個環節中，利用轉換器和監控軟件能夠將具體時段的溫度數據資料全面顯示，保證科學化的分析流程得以順利連接和進展。

2 系統硬件設計標準和相關元件的挑選要求

2.1 紅外溫度傳感器的應用

為了切實維護筆記本散熱底座的獨立運轉性能，進一步適應設備內部有限的空間環境，傳感器需要安置在筆記本外部，這就對感溫部件與被測介質的接觸距離產生嚴格要求，需要利用非接觸式測溫手段進行補充。現下的非接觸式測溫方式以輻射測溫手段最為普遍，存在必要溫度效應的物體能夠向外傳遞能量，而紅外輻射能量、波長分布效應則依靠設備表面溫度表現出來。透過對結構自身紅外輻射強度的實時測量驗證，能夠精確地判斷表面溫度的具體數值，按照這種理論內涵進行延伸，利用紅外溫度傳感設施對經由底部散熱口的筆記本運行過程中發熱部件表面向外輻射的能量實施測量，進而確定局部范圍的溫度影響狀況。

2.2 供電電源電路的優化設計

筆記本散熱墊設計需要貫徹簡潔效應理論，方便戶外等特殊環境的使用，同時廣泛汲取系統整體功耗原理，因此使用USB形式的接口進行直接供電，減少外接電源的限制問題；在充分研究接口輸出功率效果的前提下，由于負載能力的分布，需要采用系統內置穩定器進行合理搭配，限流電阻和穩壓二極管的輸出要利用傳感裝置實現供電，其中穩壓管動態內阻的降低作用，主要透過紋波濾除作用體現。

2.3 單片機程序的完善

單片機程序在設計環節中要盡量完善溫度搜集模塊的既定要求，在系統化處理流程完成之后，一方面要通過串口將處理完畢的溫度數據資料直接傳輸給監控軟件，另外就是按照事先設置的溫度閾值實現不同占空比的脈沖調節工作。

2.4 溫度檢測軟件的開發

如今互聯網空間上提供多種免費形式的串口調試工具，基本直接下載之后就可使用。其中應用最為普遍的就是SSCOM3.2，其處理流程比較簡易，同時支持高波特率；在使用USB轉串口過程中，不需要再次建立映射串口，數據接收后可以永久保存，基本能夠達到系統對上位機軟件實時控制的要求。設計過程中需要嚴密注意的是，溫度監控軟件的波特率、數據位、校驗位等信息協議的既定格式，避免設計結果與下位機串口初始化程序內容出現偏差，影響檢驗穩定性和可靠地位。通過裝有win7系統的筆記本裝置進行測試和驗證，將已經下載的SSCOM3.2程序安裝，軟件能夠自動查詢和設置串口名稱，這省去人工檢索標示的分配流程。串口調試工具處理完畢，此時系統溫度數據會按照十進制標準在工具窗口空間顯示。經過實際性的驗證環節發現，此類系統運行速度和靈敏程度十分優越，數據測試精度價值較高，系統運行可靠程度強，具有廣泛的實用價值。

結語：該種溫控系統配合成熟的工具軟件程序進行監控處理，有效避免繁瑣的軟件編程造成的技術難題，根據上位機PC端虛擬串口完成數據在不同空間高速傳輸的設計標準，利用紅外數字溫度傳感器進行電源提供，促進系統低功率運行的經濟效能；數據傳輸和系統供電同時借用此類USB端口，保證設備利用價值最大化特征。另外，此種設計方案適合各類筆記本設備底座的改裝要求，能夠隨時進行批量生產，達到全民應用的現實已是不爭的事實。

[參考文獻]

[1]周根榮.基于觸摸屏的溫控系統設計[J].南通大學學報（自然科學版），2008，11（03）：49-52.

[2]王勇.基于51系列單片機的無線智能溫控系統設計[J].電子測試，2009，13（10）：22-24.