【正文】 饋環(huán)路通過高穩(wěn)定性，低噪聲的PID（比例積分微分）補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，通過調(diào)整PID參數(shù)可以改變系統(tǒng)響應(yīng)特性。采用高精度誤差放大器作為輸入級，它具有自校正、自穩(wěn)零、低飄移的特性，最大溫漂電壓低于250mV，在典型應(yīng)用中，使目標(biāo)溫度誤差低于177。熱電偶和熱敏電阻是常用的兩種溫度敏感元件，熱敏電阻在靈敏度、線性度等方面均優(yōu)于熱電偶。所以溫度采集電路直接接在該引腳上，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC），構(gòu)成一分壓結(jié)構(gòu)。DAC電源采用5V供電，用一個10uF與一個104電容做簡單濾波。 溫度設(shè)定電路當(dāng)溫度采集電路中得到的電壓信號，即接到ADN8830溫度電壓信號輸入腳TEMPIN的電壓信號與溫度設(shè)定腳TEMPSET的輸入電壓值相等時，誤差放大器的輸出為零，此時目標(biāo)溫度就已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定的溫度。該電壓值等于在該設(shè)定溫度下，溫度采集電路中NTC分壓得到的電壓值。當(dāng)電路工作于開關(guān)模式時，可以提高電源的利用率。因此，工作時N2A和N2B的結(jié)電容被反復(fù)地充電和放電，其消耗的能量可簡單用下式表達(dá)。電阻值根據(jù)選擇的PWM開關(guān)工作頻率和式()進(jìn)行計算而得。而H橋的另一側(cè)不需要附加電路。PID的數(shù)學(xué)模型為： ()，Kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。引入積分控制能后可記憶并積分偏差，很小的偏差也會積累并進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是積分作用總是滯后于偏差，導(dǎo)致系統(tǒng)易于振蕩，被控變量波動很大。不同的應(yīng)用設(shè)計者可以根據(jù)自己的熱負(fù)載特性來調(diào)整補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò), 從而達(dá)到最佳的溫度設(shè)定時間和穩(wěn)定性容限, 但補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換周期對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。一般330 pF～1nF的電容比較合適。P15引腳端接地即可。當(dāng)管腳1(THERMFAULT)輸出高電平時, 表示電路工作異常, 發(fā)光二極管D2 被點(diǎn)亮。TEC制冷器放置在H橋的中間，當(dāng)N2A開關(guān)管有效導(dǎo)通、N2B開關(guān)管有效關(guān)閉、N3B常通、N3A常閉時, 電流從TEC的/+0端經(jīng)TEC流向/0端；當(dāng)N2A開關(guān)管有效關(guān)閉、N2B開關(guān)管有效導(dǎo)通、N3B常閉、N3A常通時, 電流從TEC的/0端經(jīng)TEC流向/+0端。電路工作與PWM控制模式中, 輸出驅(qū)動為開關(guān)脈動電流, 必需采用電感和電容對施加在TEC兩端的開關(guān)脈沖電流進(jìn)行濾波, 保證TEC安全可靠工作。, , 。根據(jù)式()計算, 若ΔIL , , fCLK應(yīng)大于425kHz。但是C4越小, 輸出紋波電壓越大。完整程序清單見附錄。它最著名的產(chǎn)品是C編譯器IAR Embedded Workbench, 支持眾多知名半導(dǎo)體公司的微處理器。extern uchar key_flag。//寫到DAC的電壓數(shù)據(jù)DAC_1高8位uchar Temp_1。uchar colum_6[]=已用時：。uchar colum_12[]=send 確定^ 。uchar colum_16[]=sending... 。uchar colum_3[]=電氣與電子工程。 //關(guān)閉看門狗P6DIR |= BIT2。P6DIR = 0XFF。 //初始化鍵盤set_timerA()。 //初始化液晶屏redraw=0。Temp_1=0。Write_Str(0x90,amp。Write_Str(0x98,amp。/**********進(jìn)入操作界面****************/Write_Str(0x80,amp。Write_Str(0x88,amp。Dis_time()。 dis_temper_set()。 skip=0。 } else { Write_Cmd(0x8c)。colum_15[0])。 Write_Data(0x20)。 Write_Data(0x2b)。 position_x=1。 Write_Data(0x3e)。 Write_Data(0x3e)。 default:break。 Write_Data(0x2d)。 } Write_Str(0x98,amp。 }break。//DAC數(shù)據(jù)處理 if(Write_DAC(DAC_1,DAC_2)) Write_Str(0x98,amp。 default:break。amp。 position_x=0。 position_x=2。 }break。colum_15[0])。 case 2: { Write_Str(0x98,amp。 case 3: { dN_1[1]++。 } }break。 position_x=0。 position_x=1。 }break。 } } if(key_flag==1) dis_temper_set()。RST=0。 //設(shè)置定時器A的中斷時間為1S 初值設(shè)置為327681個時鐘周期 TACTL = TASSEL_1 + MC_1。 redraw=1。DS18B20采用單線串行通信。從t0時刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上，DSl820在t后1560us間對總線采樣。之后在t1時刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在t1時刻后t2時刻前有效。 //增計數(shù)到CCR0 while(!(TBCTL amp。 //停止計數(shù) TBCTL amp。串行總線I2C由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL構(gòu)成。主控器收到應(yīng)答信號后開始傳送第二個數(shù)據(jù)字節(jié)。DAC8571幾種工作模式，本設(shè)計中只用普通模式。繼續(xù)等待應(yīng)答，檢測到應(yīng)答發(fā)送電壓數(shù)據(jù)高8位。經(jīng)過實(shí)驗驗證本方案能達(dá)到設(shè)計要求，具體如下：℃； ℃；℃以內(nèi)時，控溫收斂時間在1min左右； 系統(tǒng)實(shí)物圖硬件主要進(jìn)行了以下幾方面的測試和調(diào)試：電源溫度性的調(diào)試、DAC輸出精度調(diào)試、H橋輸出紋波特性測試、TEC的安裝散熱條件測試、NTC溫度阻值特性與系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整。%。實(shí)驗結(jié)果表明，電壓紋波小于177。測試結(jié)果：。D=(R/(R+))*65536 （） TEC的安裝及散熱條件測試TEC熱面散熱的好壞直接影響TEC的制冷效果。實(shí)驗結(jié)果：室溫條件下系統(tǒng)能達(dá)到的最低溫度值為5℃。：1）查閱MSP430F149單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊，了解其定時計數(shù)器的使用；2）編寫程序；3）調(diào)試驗證程序。 ：1）編寫按鍵掃描程序；2）與時間顯示程序嵌套使用；3）調(diào)試驗證程序。：，在LCD的第二行顯示DS18B20測得的溫度值。光標(biāo)指示在設(shè)置溫度某一位數(shù)字上時，按下功能鍵能使該數(shù)字增一，光標(biāo)指示在發(fā)送選項時按下功能鍵能顯示“sending……”。：1）查閱DAC8571的數(shù)據(jù)手冊，了解I2C通信協(xié)議的讀寫時序，了解其使用方法?！鎯?nèi)的溫控場合。，沒有在有熱源情況下進(jìn)行測試。以DS18B20采集到的溫度作為反饋，調(diào)節(jié)DAC的輸出值。改進(jìn)其熱傳遞特性，減少熱層溫差的分布。s Guide (Rev. F).[9]Dallas Semiconductor. DS18B20 Programmab。本文提供的半導(dǎo)體制冷片控制方案，適用于小功率制冷，小空間溫控系統(tǒng)。，從而降低成本。受到TEC控制器ADN8830的限制，最大加在TEC兩端的電壓值只有5V。下面對設(shè)計的不足與值得改進(jìn)的地方進(jìn)行總結(jié)。 DAC調(diào)試電路連接第六章 總結(jié)與展望 為完成本次設(shè)計主要進(jìn)行了以下工作：對制冷片控制方面資料進(jìn)行了大量查閱，最終選定方案；了解了半導(dǎo)體制冷技術(shù)的原理與應(yīng)用；設(shè)計繪制PCB，開板；硬件調(diào)試與軟件調(diào)試；撰寫論文。：，按光標(biāo)指示，可使用K1~K3修改第三行的溫度設(shè)置值。：在LCD12864上能通過光標(biāo)指示與3個獨(dú)立按鍵設(shè)置溫度并且有發(fā)送選項。 按鍵調(diào)試實(shí)驗：查閱DS18B20的數(shù)據(jù)手冊，了解其串行通信協(xié)議的讀寫時序，了解其數(shù)據(jù)與溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系，編寫溫度采集與顯示程序：在LCD12864中顯示DS18B20采集到的溫度值。 時間顯示調(diào)試實(shí)驗：編寫?yīng)毩存I掃描程序，并且插入時間顯示程序中，達(dá)到能通過按鍵調(diào)整時間的目的。：在LCD12864第一行顯示“覃仕明”：1）查閱LCD12864數(shù)據(jù)手冊，了解其各引腳功能及與單片機(jī)的接口連接，了解其通信方式，讀寫數(shù)據(jù)時序，常用命令集；2）編寫程序；3）調(diào)試驗證程序。安裝好TEC及整個系統(tǒng)后，給一個很低的設(shè)定溫度值，向DAC發(fā)送一個很大的電壓數(shù)據(jù)（），觀察制冷片能達(dá)到的最低溫度值。在線進(jìn)行調(diào)試，觀察記錄實(shí)際溫度值與設(shè)定溫度值偏差。，及TEC兩端的電壓。實(shí)驗結(jié)果表明輸出電壓能精確到177。讓TEC最大功率輸出條件下，用萬用表測量觀察電源輸出，及電路板幾個測試點(diǎn)的壓降情況，當(dāng)ADN8830工作在開關(guān)模式時，示波器觀察電路板幾個測試點(diǎn)的電壓紋波。 控制DAC輸出滿量程的1/4電壓值例子 DAC8571控制流程圖5. 源代碼見附錄第五章 實(shí)驗與驗證本設(shè)計的實(shí)驗驗證主要分硬件調(diào)試與軟件調(diào)試兩部分。整個通信過程是：先是單片機(jī)發(fā)一個起始信號，接著發(fā)一個器件地址。 I2C總線通信時序DAC8571是16位DAC，地址編輯引腳只有一個所以最多能掛2片在同一總線上。之后主控器發(fā)送一個地址字節(jié)包括7位地址碼和一個讀寫位。 //清除中斷標(biāo)志} DAC8571子程序的設(shè)計實(shí)現(xiàn)與DAC通信，控制DAC的輸出電壓。 //等待 TBCTL amp。 DS18B20讀時序: DS18B20子程序流程圖因為DS18B20通信時序要求比較嚴(yán)格，所以延時使用定時器延時，程序如下：/******************************************* 函數(shù)名稱：DelayNus功 能：實(shí)現(xiàn)N個微秒的延時參 數(shù)：n延時長度返回值 ：無說明 ：定時器B的計數(shù)時鐘是1MHz，CPU主頻8MHz********************************************/void DelayNus(uint n){ TBCCR0 = n。連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。DSl820在檢測到總線的上升沿之后，等待1560us，接著DS1820在t2時刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60240 us)。 按鍵掃描子程序流程：見附錄 DS18B20子程序的設(shè)計實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與DS18B20通信，使用的是單線串行通信。 //使能CCR0比較中斷 _EINT()。并行數(shù)據(jù)通信口接單片機(jī)P2口，S、RW、,。 } }break。 case 3: { dN_1[2]+=5。 case 2: { Write_Str(0x98,amp。colum_15[0])。 }break。 position_x=3。 position_x=0。 } }break。 case 3: { dN_1[0]++。 case 2: { Write_Str(0x98,amp。colum_15[0])。 default:break。 time_clear()。colum_16[0])。 position_y=1。 Write_Data(0x3e)。 case 2: { switch(key_value) { case 1: if(Temp_1) { Write_Cmd(0x8c)。 Temp_1=1。 Temp_1=0。 }break。colum_12[0])。 } else { Write_Cmd(0x8c)。 }break。 Write_Data(0x2b)。 Write_Data(0x