0 导言
笔记本的硬件规划趋向于集成、轻浮，而越来越严密的物理结构使得内部空间愈加狭小。在运转进程中发生很多的热量，使得笔记本内部即便装备了电扇、散热器等散热装置，也不能够到达很好的散热作用。而且运用长期后内部尘埃堆积，愈加影响散热才能。而过高的内部温度或许导致笔记本死机或器材损坏、影响运用寿命。
1 体系总体规划
本文规划的智能操控的笔记本外置散热体系包含单片机操控模块、温度传感器模块、显现模块、电机驱动操控模块、上位机通讯模块及涡轮涣散散热模块组成。如图1所示。
2 体系作业原理
该体系经过温度传感器DS18B20获取周围环境温度并送到单片机，并经过单片机与上位机笔记本通讯，获取核算机WMI(Windows Management Instrumentation，Windows办理规范)中CPU作业温度。
三种作业方法的作业进程，方法一：比照两种温度信息，当CPU作业温度超越周围环境温度30摄氏度时，发动散热器;方法二：当CPU作业温度到达70摄氏度时，发动散热器;别的，体系能够交由用户操控强制发动散热器，以到达去除尘埃和降温意图。体系作业方法、CPU作业温度及周围环境温度等信息都能够显现在显现屏上。当发动散热器时，体系有必要由单片机操控，当单片机接到指令后，输出PWM操控信号使L298N驱动电路驱动涡轮电扇电机的滚动。
3 首要模块介绍
3.1 单片机介绍及外围电路
STM32F103xx增强型系列运用ARM Correx—M332位的RISC内核，作业频率为72MHz，内置高速存储器(128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。包含2个12位的ADC、3个通用16位守时器和一个PWM守时器，还包含多种通讯接口：2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。
I/O口中把GPIOA.3作为DS18B20数据收集端口。如图2所示，PA9(USART1 TX)、PA10(USART1 RX)做上位机通讯口别离接MAX232芯片的IN输入与OUT输出引脚。PA、PB、PD、PE等端口部分引脚衔接TFT液晶屏。
3. 2 驱动电路
L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路，是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接纳规范TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。本规划中运用12V电压驱动电机，使其能够到达较大功率，增强散热才能。其间单片机GPIOA.0衔接L298N使能端ENA，操控电机滚动开关;GPIOA.1复用PWM输出，衔接L298N输入端IN1，输入端IN2接地，经过改动PWM输出的占空比然后操控电机转速。
4 程序规划
该体系软件模块较多，首要包含主程序、单片机与笔记本通讯子程序、温度传感器模块、电机驱动子程序、液晶显现子程序等。
4.1 上位机程序规划及界面
本规划中的上位机经过Visual Basic编写完结，Visual Basic是一种由微软公司开发的包含帮忙开发环境的事情驱动编程言语。程序员能够轻松的运用VB供给的组件快速树立一个应用程序。
4.2 CPU温度获取
WMI，是Windows 2K/XP办理体系的中心，是一个描绘操作体系构成单元的目标数据库，为MMC和脚本程序供给了一个拜访操作体系构成单元的公共接口。
VB中经过检索WMI中的MSAcpi_Thermal ZoneTemperature类，查找其间数据成员CurrentTemperature，随后经过公式CPU_Temperature=(CltItem.CurrentTemperature-2732)/10核算得出当时CPU温度。但由于该数据更新只发生在开机时，而敞开SpeedFan软件能够使得WMI中CPU温度数据不断被改写。在VB中运用Timer守时器守时读取该数据然后获取实时CPU温度。
附程序如下：
4.3 散热方法设置
这一模块规划中设有电扇使能按钮并有三种散热方法，别离是1.手动调理方法2.依据CPU温度智能调理方法3.依据出分口温度智能调理方法。
电扇使能按钮经过改动电扇使能位，经过串口通讯发送至单片机，改动GPIOA.0电平凹凸然后改动L298N使能端电平，到达操控电机开关的作用。
经过单选按钮能够切换三种散热方法：1.手动调理方法2.依据CPU温度智能调理方法3.依据出分口温度智能调理方法。
手动调理方法可经过拉动滚动条改动电扇速度值;依据CPU温度智能调理方法将当时CPU温度与电扇转速相对应，电扇速度值等于CPU温度值;依据出分风温度智能调理方法是经过获取DS18B20传感器所收集温度，电扇速度值等于该温度乘上份额系数2;经过串口将电扇速度发送至单片机并转化为PWM占空比，然后操控电机的转速。
4.4 串口通讯
本规划中使用VB中MSComm控件能够很方便地与单片机进行串口通讯。对该控件的串标语、波特率、数据位、验校位、中止位在VB界面中规划下拉选项就能快速进行设置。下面罗列在本规划中涉及到的几个常用特点：
Commport：设置或回来串标语。
Settings：以字符串的方法设置或回来串口通讯参数。
Portopen：设置或回来串口状况。
Inputlen：设置或回来一次从接纳缓冲区中读取字节数。
InBufferSize：设置或回来接纳缓冲区的巨细，缺省值为1024字节。
Rthreshold：该特点为一阀值。
Output：向发送缓冲区发送数据，该特点规划时无效，运转时只读。
Inptut：从接纳缓冲区中读取数据并清空该缓冲区，该特点规划时无效，运转时只读。
在程序运转中，经过守时器每隔1 s向单片机发送4项数据：电扇使能，散热方法，CPU温度，电扇速度。而单片机也每隔1 00ms向上位机发送DS18B20收集的温度数据。
4.5 PWM输出
在规划中使GPIOA.1输出PWM波，凭借库函数对PWM初始化过程包含：
1、敞开TIM2时钟以及复用功用时钟，装备PA1为复用输出;
2、设置TIM2 CH2重映射到PA1上;
3、初始化TIM2，设置TIM2的ARR和PSC;
4、设置TIM2 CH2的PWM方法，使能TIM2的CH2输出;
5 使能TIM2。
本规划中TIM TimeBaseStructure.TIM_Period=900;
TIM TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;使得GPIOA.1输出频率7200/900=8Khz;
在主函数中调用TIM_SetCompare2(TIM2，uint16_t Compare2)，改动Compare2值便能够操控PWM输出频率。
4.6 DS18B20温度收集
DS18B20是DALLAS最新单线数字温度传感器的“一线器材”。是国际上榜首片支撑“一线总线”接口的温度传感器。丈量温度规模为-55℃～+125℃，在-10～+85℃规模内，精度为±0.5℃。
STM32读取DS18B20温度数据进程中，首先将GPIOA.3端口时钟使能并装备为推挽输出。依据DS18B20的协议规则，微操控器操控DS18B20完结温度的转化有必要经过以下4个过程：DS18B20初始化、ROM操作指令、存储器操作指令、处理数据。
初始化进程中，总线主机宣布一个复位脉冲，接着由隶属器材送出存在脉冲。存在脉冲让总线操控器知道DS1820在总线上且己准备好操作。
初始化往后，当需求读取DS18B20内温度信息时，依照以下操作：
1、主机宣布复位操作并接纳DS18B20的应对(存在)脉冲
2、主机宣布越过ROM操作指令(CCH)
3、主机宣布转化温度操作指令(44H)
4、主机宣布复位操作并接纳DS18B20的应对(存在)脉冲
5、主机宣布越过ROM操作指令(CCH)
6、主机宣布读取RAM的指令(BEH)
先读取低字节后读取高字节，依照高字节最高位判别温度正负，若最高位为1温度为负，对两个字节做取反操作，为0坚持不变，随后进行温度转化。转化公式为：实践温度=(float)16位数据*0.625。
4.7 LCD液晶显现
TFT—LCD即薄膜晶体管液晶显现器。(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简略矩阵不同，它在液晶显现屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT)，可有效地战胜非选通时的串扰，使显现液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因而大大提高了图画质量。
本规划中TFT模块选用16位的并行方法与外部衔接，相对8位的并行方法速度快一倍。在操控TFT液晶显现时，选用STM32的FSMC接口。
FSMC，即灵敏的静态存储操控器，能够与同步或异步存储器和16位PC存储器卡接口，STM32的FSMC接口支撑包含SRAM、NAND FLASH、NORFLASH和PSRAM等存储器。在本规划中用到的TFT液晶显现便是将TFTLCD当成SRAM来操控。经过对FSMC中寄存器的装备，能够在对TFT进行读写时自行模仿时序，然后大大简化了程序。
在程序运转中，TFTLCD每隔100ms改写显现数据，包含散热方法、电扇使能、电扇速度、CPU温度、出风口温度等信息，让用户直观地了解散热状况。
本规划运用Keil-MDK集成编译环境进行单片机程序规划，MDK是一个集代码修改，编译，链接和下载于一体的集成开发环境(KDE)，而且运用STM32库函数能使编程规划愈加方便快捷。
STM32库是由ST公司针对STM32供给的函数接口，即API(Application Program Interface)，开发者可调用这些函数接口来装备STM32的寄存器，使开发人员得以脱离最底层的寄存器操作，有开发快速，易于阅览，保护本钱低一级长处。
5 结束语
本规划在实践散热测验中，最多能到达降温15度的作用，并可挑选多种方法灵敏习惯不同环境的需求。并选用抽风式散热，有力削减笔记本内部的灰层堆积，削减高温对笔记本内部器材的损坏。
一起该智能散热体系还存在缺乏。首要有三方面，榜首方面，电扇散热期间响声较大，形成噪声污染，能够考虑改善涡轮电扇物理结构或增加润滑剂削减噪音;第二方面，本钱较高，在推行成产品时，能够恰当下降硬件装备，例如选用较为廉价的单片机以及液晶显现;第三方面，在收集CPU温度时，依靠第三方软件，可改善为C#编译上位机，独立从硬件中读取温度信息。
