【正文】 半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)值系數(shù)，才達(dá)到相當(dāng)水平，得到大規(guī)模的應(yīng)用，也就是我們現(xiàn)在的半導(dǎo)體制冷片件。 優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn) 半導(dǎo)體制冷片作為特種冷源，在技術(shù)應(yīng)用上具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)： 不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動(dòng)部件是一種固體片件，工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、壽命長，安裝容易。 半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。 半導(dǎo)體溫差電片件應(yīng)用范圍 通過以上分析，半導(dǎo)體溫差電片件應(yīng)用范圍有：制冷、加熱、發(fā)電，制冷和加熱應(yīng)用比較普遍，有以下幾個(gè)方面： 軍事方面：導(dǎo)彈、雷達(dá)、潛艇等方面的紅外線探測、導(dǎo)行系統(tǒng)。 日常生活方面：空調(diào)、冷熱兩用箱、飲水機(jī)、電子信箱等。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 20 另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 /*num[0]~num[9]為 0~9； num[10]為 c*/ uchar getdata。 sbit P2_3=P2^3。 sbit P3_4=P3^4。 main() { TMOD=0x01。 /*T/C0 開中斷 */ TR0=1。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 21 IT1=1。 OE=0。 OE=1。 //AD 轉(zhuǎn)換 VIN=Vref*getdata/(2^81) ，顯示為三位，故擴(kuò)大 100 倍，參考電壓 P0=num[0]。 P2_6=0。 P0=0xff。 P2_5=0。h++)。 P2_4=0。h50。 P2_3=0。 for(h=0。 if(atemp) { P2_0=1。 /*保溫 */ P2_1=1。 P2_2=1。 /*重賦初值 */ TL0=(655361)%256。 } proteus 軟件介紹 界面 軟件簡介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 24 片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念 到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。這些功能是： 1．原理布圖 2． PCB 自動(dòng)或人工布線 3． SPICE 電路仿真 革命性的特點(diǎn) 1．互動(dòng)的電路仿真 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分SPI 器件，部分 IIC 器件。 基本操作 選擇 元件： P 按鈕 常用元件所在庫及名稱 名稱 所在庫名 元件名 51 單片機(jī) Microprocessor AT89C51 電阻 Resistors 排阻 Resistors RESPACK 電容 Capacitors 晶振 Miscellaneous CRYSTAL 繼電器 Switchesamp。 旋轉(zhuǎn)元件 左下角旋轉(zhuǎn)工具欄 元件連線 在引腳上鼠標(biāo)指針變成 X 狀， 單擊，移動(dòng)到目的引腳，再次單擊。 資源豐富 1． Proteus 可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有 30 多個(gè)元件庫。這些虛擬儀 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 27 器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。 電路仿真 在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件： *.HEX，可以在PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。新的可定制設(shè)計(jì)環(huán)境功能包括雙顯示器支持，可固定、浮動(dòng)以及彈出面板，強(qiáng)大的過濾和對象定位功能及增強(qiáng)的用戶界面等。 設(shè)計(jì)理念 Protel DXP20xx 是 Altium 公司于 20xx 年推出的最新版本的電路設(shè)計(jì)軟件，該軟件能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，頂層設(shè)計(jì)直到輸出生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及這之間的所有分析驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理。 與較早的版本 —— Protel99 相比， Protel DXP 20xx 不僅在外觀上顯得更加豪華、人性化，而且極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步化，同時(shí)整合了 VHDL 和 FPGA 設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其功能大大加強(qiáng)了。 3. 多重組態(tài)的設(shè)計(jì) Protel DXP 20xx 支持單一設(shè)計(jì)多重組態(tài)。 加強(qiáng)性功能 5. 新的文件管理模式 Protel DXP 20xx 提供三種文件管理模式。 8. 超強(qiáng)的比較功能 Protel DXP 20xx 新增了超強(qiáng)的比較功能，能對兩個(gè)相同格式的文件進(jìn)行比較，以得到其版本的差異性，也可以對不同格式的文件進(jìn)行比較，例如電路板文件與網(wǎng)絡(luò)報(bào)表文件等。而在 Protel DXP 中落實(shí)了這項(xiàng)功能，讓用戶能在畫電路圖時(shí)就定義設(shè)計(jì)規(guī)則。 板層分割焊接 14. 改善加強(qiáng)板層分割功能 Protel DXP 20xx 提供了加強(qiáng)的板層分割功能，對于板層的分割自動(dòng)以不同顏色來表示，讓設(shè)計(jì)者更容易辨別與管理。 18. 加強(qiáng)繪圖功能 Protel DXP 20xx 增強(qiáng)了波形窗口的繪圖功能，例如放置標(biāo)題欄、標(biāo)記畫線等，同時(shí)Windows 的編輯功能在此也可以應(yīng)用。它可以對當(dāng)前所畫的原理圖進(jìn)行仿真 ,在整個(gè)設(shè)計(jì)周期都可以查看和分析電路的性能指標(biāo) ,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中所存在的問題并加以改正。 20. 直接在電路板里分析 設(shè)計(jì)者可以直接在 PCB 編輯器里進(jìn)行信號分析，這樣信號分析更加方便。 16. 改良焊點(diǎn)連接線 Protel DXP 20xx 提供自動(dòng)修剪焊點(diǎn)連接線的功能，使自動(dòng)布線后焊點(diǎn)連接更恰當(dāng)。 12. 設(shè)計(jì)者可定義元件與參數(shù) 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 31 Protel DXP 20xx 提供了無限制的設(shè)計(jì)者定義元件及元件引腳參數(shù)，所 定義的參數(shù)能存入元件及原理圖里。 10. 可 定義電路板設(shè)計(jì)規(guī)則 在原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，定義電路板設(shè)計(jì)規(guī)則是非常實(shí)際的。 6. 多屏幕顯示模式 對于同一個(gè)文件，設(shè)計(jì)者可 打開多個(gè)窗口在不同的屏幕上顯示。 4. 重復(fù)式設(shè)計(jì) Protel DXP 20xx 提供重復(fù)式設(shè)計(jì)，類似重復(fù)層次式電路設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)其中一部分 電路圖，即可以多次使用該電路圖，就象有很多相同電路圖一樣。 2. 版本控制 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 30 可直接由 Protel設(shè)計(jì)管理器轉(zhuǎn)換到其他設(shè)計(jì)系統(tǒng)， 這樣設(shè)計(jì)者可方便地將 Protel DXP 20xx 中的設(shè)計(jì)與其他軟件共享。 Protel DXP 20xx 已不是單純的 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是由多個(gè)模塊組成的系統(tǒng)工具，分別是 SCH（原理圖）設(shè)計(jì)、 SCH（原理圖）仿真、 PCB（印制電路板）設(shè)計(jì)、Auto Router（自動(dòng)布線器）和 FPGA 設(shè)計(jì)等，覆蓋了以 PCB 為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 Protel DXP 運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺上，并且具備當(dāng)今所有先進(jìn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的 PCB 設(shè)計(jì)過程。 仿真 仿真圖如下： 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 28 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 29 第 4 章 PCB 板制作 Protel DXP 軟件介紹 Altium 公司作為 EDA 領(lǐng)域里的一個(gè)領(lǐng)先公司，在原來 Protel 99SE 的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)方法，率先推出了一款基于 Windows20xx 和 Windows XP 操作系統(tǒng)的 EDA設(shè)計(jì)軟件 Protel DXP。 PROTEUS 不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。 4． Proteus 可提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。 功能模塊 （ 1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ ISIS） 豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件； 智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間； 支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡明清晰； 可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。（每單擊一次鼠標(biāo)就繪制一個(gè)元件，在繪圖區(qū)空白處單擊右鍵結(jié)束這種狀態(tài)） 刪除元件 右擊元件一次表示選中（被選中的元件呈紅色），選中后再一次右擊則是刪除。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯器。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 } int1() interrupt 2 { a。 if(a50) a=50。 } else if(atemp) { P2_0=0。 P2_2=0。h++)。 P2_5=0。 P0=0xff。 P2_6=0。 P0=num[a%10]。 for(h=0。 P2_3=0。h50。 P2_4=0。 //讀取 AD 采樣值 OE=0。 ST=0。 /*預(yù)置計(jì)數(shù)初值 */ TL0=(655361)%256。 IT0=1。 /*CPU 開中斷 */ PX1=1。 sbit EOC=P3^6。 sbit P2_5=P2^5。 sbit P2_1=P2^1。 程序設(shè)計(jì) 源程序如下： include define uchar unsigned char int a,temp,h。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 19 第 3 章 系統(tǒng)軟件仿真 keil uVision Keil uVision2 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言的語法來開發(fā)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期 ,他還能嵌入?yún)R編，您可以在 關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。 實(shí)驗(yàn)室裝置方面：冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恒溫、高低溫實(shí)驗(yàn)儀片。 半導(dǎo)體制冷片的單個(gè)制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此 制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。因此使用一個(gè)片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和 制冷系統(tǒng)。在此期間，一方面半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)值系數(shù)提高，另一方 面拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。 塞貝克效應(yīng)（ SEEBECKEFFECT） 一八二二年德國人塞貝克發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體相連接時(shí)，如兩個(gè)連接點(diǎn)保持不同的溫差，則在導(dǎo)體中產(chǎn)生一個(gè)溫差電動(dòng)勢： ES=S.△ T 式中： ES 為溫差電動(dòng)勢 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 17 S 為溫差電動(dòng)勢率（塞貝克系數(shù)） △ T 為接點(diǎn)之間的溫差 珀?duì)柼?yīng)（ PELTIEREFFECT） 一八三四年法國人珀?duì)柼l(fā)現(xiàn)了與塞貝克效應(yīng)的效應(yīng)，即當(dāng)電流流經(jīng)兩個(gè)不同導(dǎo)體形成的接點(diǎn)時(shí)，接點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生放熱和吸熱現(xiàn)象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。 風(fēng)扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱，通常熱端的溫度在沒有散熱裝置的時(shí)候會(huì)達(dá)到 100 度左右，極易超過制冷片的承受極限，而且半導(dǎo)體制冷效率的關(guān)鍵就是要盡快降