【正文】 ：1）設(shè)計(jì)構(gòu)思好按鍵功能，程序邏輯；2）編寫程序；3）調(diào)試驗(yàn)證程序。：，可以通過(guò)按鍵設(shè)置時(shí)間的時(shí)分秒。 TEC的安裝：：參考LCD12864液晶顯示模塊數(shù)據(jù)手冊(cè)，編寫與調(diào)試LCD12864顯示程序。按10KΩ負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻阻值與溫度的關(guān)系表。與軟件調(diào)試中DAC調(diào)試同步進(jìn)行，控制DAC分別輸出滿量程的1/1/3/4萬(wàn)用表觀察DAC輸出電壓波動(dòng)情況。等待應(yīng)答，檢測(cè)到應(yīng)答再發(fā)電壓數(shù)據(jù)的低8位。依次循環(huán)，主控器發(fā)送完數(shù)據(jù)后，就發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)P(SCL保持高電平期間，SDA被釋放，返回高電平)，并釋放總線，使得總線返回空閑狀態(tài)。= ~BIT0。t2距t0為15us，也就是說(shuō)t2時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位，并在t0后的60us120 us內(nèi)釋放總線。(1)初始化，主機(jī)總線t0時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480us的低電平信號(hào))，接著在tl時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)。 //計(jì)數(shù)時(shí)鐘ACLK, 增計(jì)數(shù)模式 CCTL0 |= CCIE。 }} LCD12864顯示子程序的設(shè)計(jì)完成LCD12864的初始化，控制LCD12864字符與漢字顯示。 }break。 case 3: { switch(key_value) { case 1: { Write_Str(0x98,amp。colum_14[0])。 default:break。 }break。 } }break。 case 3://當(dāng)光標(biāo)位置為（0,2）時(shí)，按下K3鍵，執(zhí)行DAC處理 { Write_Str(0x98,amp。 } else { Write_Cmd(0x8c)。 Write_Data(0x2d)。 skip=1。 Write_Data(0x2d)。 Write_Data(0x20)。 redraw=0。colum_8[0])。colum_4[0])。/*********開(kāi)機(jī)畫(huà)面*********************/while (!Write_DAC(0x8f,0x6a))。 //開(kāi)啟定時(shí)ATBCTL = TBSSEL_2。P6OUT |= BIT2。uchar colum_17[]= send succeed 。uchar colum_7[]=即時(shí)溫度: ℃。extern uchar second,minute,hour,hour0。使用單片機(jī)為TI公司的16位MSP430F149單片機(jī)，調(diào)試環(huán)境為IAR Embedded Workbench 。為了保證TEC能夠具有合理的建立時(shí)間, 。其中電感的選擇受到通過(guò)電感的額定電流、濾波輸出的紋波系數(shù)、PWM開(kāi)關(guān)頻率幾個(gè)因素限制。電路中采用MOSFET功率管H橋輸出驅(qū)動(dòng)替代常用的線性調(diào)整功率管驅(qū)動(dòng), 這是降低功耗的關(guān)鍵部分。 PID調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)整定, 取C9 =22uF , C10 =330pF , C11=1uF, R7=1M , R5=1M, R6=100K時(shí), 系統(tǒng)從環(huán)境溫度改變到目標(biāo)溫度的建立時(shí)間在10s以內(nèi), ℃, 并且能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。微分控制對(duì)誤差進(jìn)行微分，對(duì)誤差的變化趨勢(shì)反應(yīng)敏感，能夠加快系統(tǒng)響應(yīng)，減小調(diào)節(jié)時(shí)間，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其缺點(diǎn)是對(duì)干擾敏感。所以RfCLK取150kΩ。 ()由式()可知, PWM 開(kāi)關(guān)工作頻率越高, 則MOS管上消耗的無(wú)用功越多。因?yàn)椴捎玫腄AC是16位DAC所以得發(fā)送給DAC的數(shù)據(jù)D的計(jì)算公式：D=(R/(R+))*65536。A0地址腳接地。設(shè)計(jì)電路采用10KΩ負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器，其阻值隨著溫度的升高而減小。網(wǎng)絡(luò)器件參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合計(jì)算出來(lái)。ADN8830內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成：、。1號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)，如果采用12位溫度讀數(shù)，溫度為負(fù)(℃)，則1號(hào)存貯器高5位全為1，否則全為0。DSl8B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。當(dāng)光標(biāo)位置停留在溫度設(shè)定的某一位數(shù)字下時(shí)，按下功能鍵能讓數(shù)字增一，當(dāng)光標(biāo)位置停留在“發(fā)送 確定”欄時(shí)，按下功能鍵，系統(tǒng)將對(duì)DAC8571進(jìn)行通信，把設(shè)定溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)值，轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)據(jù)發(fā)送給DAC，DAC的輸出電壓跟著改變。FYD128640402B是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。 單片機(jī)及其外圍電路組成框架下面對(duì)單片機(jī)及其外圍電路的各部分設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。 主程序流程圖第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 引言本章介紹了系統(tǒng)硬件各個(gè)組成部分的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)電源、單片機(jī)最小系統(tǒng)、單片機(jī)外圍電路、ADN8830及其外圍電路、H橋電路的設(shè)計(jì)。每個(gè)加載在ADN8830 輸入端的電壓對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)溫度設(shè)定點(diǎn)。期望的目標(biāo)物體溫度是用一個(gè)設(shè)定點(diǎn)電壓來(lái)表示, 與溫度傳感器產(chǎn)生的代表實(shí)際目標(biāo)物體溫度的電壓通過(guò)高精度運(yùn)算放大器進(jìn)行比較, 然后產(chǎn)生誤差電壓。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件又可以劃分為三個(gè)部分：；；。同時(shí)單片機(jī)需要不停的根據(jù)采集回來(lái)的溫度計(jì)算輸出相應(yīng)PWM，占用比較多單片機(jī)資源。此過(guò)程是周而復(fù)始，不間斷地進(jìn)行著。2. ADN8830控制電路。反饋給AND8830的電壓信號(hào)是用一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）跟一分壓電阻串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)方案二此方案是采用AND8830為核心器件來(lái)達(dá)到調(diào)控溫度的目的。但這時(shí)靠近TEC熱層的溫度會(huì)高于設(shè)定溫度，熱層還將會(huì)對(duì)器件進(jìn)行加熱或者吸取熱量，即使溫度控制器發(fā)出信號(hào)停止制熱/制冷，被加熱器件的溫度還往往繼續(xù)上升/下降幾度，然后才開(kāi)始下降/上升。在方案一中，系統(tǒng)主要由以下三部分組成：。第三章硬件電路設(shè)計(jì)，主要介紹了單片機(jī)及其外圍電路的設(shè)計(jì)，ADN8830及其外圍電路的設(shè)計(jì)，功率驅(qū)動(dòng)電路H橋的設(shè)計(jì)。熱電制冷具有諸多特點(diǎn)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)幾乎涉及所有制冷領(lǐng)域，尤其在制冷量不大，又要求裝置小型化的場(chǎng)合，更有其優(yōu)越性。因此，熱電效應(yīng)在制冷技術(shù)上沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用。 ()式中：Qπ為放熱或吸熱功率π為比例系數(shù)，稱為珀?duì)柼禂?shù)I為工作電流a為溫差電動(dòng)勢(shì)率Tc為冷接點(diǎn)溫度（THOMSON EFFECT）當(dāng)電流流經(jīng)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，除了由導(dǎo)體電阻產(chǎn)生的焦耳熱之外，導(dǎo)體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導(dǎo)體兩點(diǎn)之間，其放熱量或吸熱量為： ()式中：Qτ為放熱或吸熱功率τ為湯姆遜系數(shù)I為工作電流△T為溫度梯度 半導(dǎo)體制冷技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展熱電制冷又稱溫差電制冷，或帕爾帖制冷，由于目前熱電制冷采用的都是半導(dǎo)體材料，因此也被稱為半導(dǎo)體制冷。當(dāng)冷熱端達(dá)到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時(shí)，就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，正逆向熱傳遞相互抵消。但制冷系數(shù)低和制冷量小的不足限制了它的廣泛應(yīng)用。 52 52 TEC的安裝及散熱條件測(cè)試 52 53： 53 53 54 54 55 56第六章 總結(jié)與展望 57參考文獻(xiàn) 58致 謝 59附 錄 60系統(tǒng)源代碼 60第一章 緒 論由于體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)和易于調(diào)制，半導(dǎo)體激光器( Laser Diode)作為一種新型激光光源已廣泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)療和測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。 TEC。控制核心采用MSP430單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)數(shù)字溫度傳感器DS18B20讀取當(dāng)前溫度，通過(guò)DAC輸出電壓控制信號(hào)給ADN8830來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)TEC的電流。temperature control。為此，需要在保證系統(tǒng)工作精度的前提下，研究一種簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的溫控系統(tǒng)，以達(dá)到快速啟動(dòng)的目的。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對(duì)中有電流通過(guò)時(shí)，兩端之間就會(huì)產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會(huì)從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對(duì)時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。除此之外，它還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、壽命長(zhǎng)、制冷迅速、冷熱轉(zhuǎn)換快、操作簡(jiǎn)單、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。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?？梢陨钚牛雽?dǎo)體制冷技術(shù)在未來(lái)將得到更廣泛的應(yīng)用。，在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出了以下兩個(gè)設(shè)計(jì)方案。方案一的溫度控制原理如下：本系統(tǒng)的溫度控制器的制熱/制冷元件是TEC。單片機(jī)每隔固定時(shí)間 T將現(xiàn)場(chǎng)溫度與設(shè)定目標(biāo)溫度的差值帶入增量式PID算法公式，由公式輸出量決定PWM方波的占空比，后續(xù)加熱電路根據(jù)此PWM方波的占空比決定加熱功率。ADN8830集成了精密的輸入放大器用以準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)溫度和器件實(shí)際溫度之間的差別；補(bǔ)償放大器用以優(yōu)化TEC對(duì)溫度間隔的反應(yīng)和一個(gè)高輸出電流用以滿TEC工作的電流。 方案二系統(tǒng)組成框架圖1. 控制面板控制面板以單片機(jī)MSP430為控制核心，包括顯示模塊，按鍵模塊，DAC模塊，測(cè)溫模塊。由功率管輸出的電流促使TEC 進(jìn)行制熱或制冷。當(dāng)目標(biāo)物體的溫度低于設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，H橋朝TEC致熱的方向按一定的幅值驅(qū)動(dòng)電流；當(dāng)目標(biāo)物體的溫度高于設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，H橋會(huì)減少TEC的電流甚至反轉(zhuǎn)TEC的電流方向來(lái)降低目標(biāo)物體溫度。相比方案一，方案二電路稍微復(fù)雜，但是對(duì)單片機(jī)資源暫用很少，軟件編程也容易實(shí)現(xiàn)。TEC(Thermo Electric Cooler)是用兩種不同半導(dǎo)體材料(P型和N型)組成PN 結(jié), 當(dāng)PN結(jié)中有直流電通過(guò)時(shí), 由于兩種材料中的電子和空穴在跨越PN結(jié)移動(dòng)過(guò)程中的吸熱或放熱效應(yīng)(帕爾帖效應(yīng)),就會(huì)使PN結(jié)表現(xiàn)出制冷或制熱效果, 改變電流方向即可實(shí)現(xiàn)TEC的制冷或制熱,調(diào)節(jié)電流大小即可控制制熱制冷量輸出。在該設(shè)計(jì)中，對(duì)于TEC的控制選用ADI公司的TEC控制器ADN8830。每片F(xiàn)DW2520C芯片集成了一個(gè)N溝道和一個(gè)P溝道的MOSFET 開(kāi)關(guān)管。所以需要對(duì)開(kāi)關(guān)電源的輸出進(jìn)一步進(jìn)行消除電壓紋波的處理。所以其外部時(shí)鐘電路有兩個(gè)晶振。 LCD12864與單片機(jī)的接口電路為了簡(jiǎn)化操作，系統(tǒng)只需要使用3個(gè)按鍵即可完成對(duì)溫度的設(shè)定與對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片DAC8571的控制。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，對(duì)溫度測(cè)量監(jiān)控的溫度傳感器采用了DS18B20。開(kāi)始8位是產(chǎn)品類型編碼(DSl8B20編碼均為10H)，接著的48位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)。采取外部供電方式，則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快。 所示。ADN8830 單芯片TEC控制器為完成控制，需要在THERMIN（pin2）輸入一個(gè)與被控溫器件當(dāng)前溫度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，在THERMSET(pin4)腳輸入一個(gè)與設(shè)定溫度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。 溫度采集電路溫度的設(shè)定采用一高精度低功耗的16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC8571送給ADN8830的TEMPSET腳一個(gè)與設(shè)定溫度值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。當(dāng)達(dá)到目標(biāo)溫度時(shí)，輸出高電平，發(fā)光二極管D1 發(fā)光。但是H橋MOSFET功率管的開(kāi)關(guān)損耗是隨著頻率的增加而增加。一般情況下，、一個(gè)22μF的電容C2和1MHz 的轉(zhuǎn)換頻率就可以保證通過(guò)TEC的最差電壓波動(dòng)低于177。偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即作用，使被控變量朝著減小誤差的方向變化。但是TEC和溫度傳感器的熱時(shí)間常數(shù)是一個(gè)難以描述的因素, 無(wú)法通過(guò)計(jì)算方式來(lái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 TEC兩端電壓最大值與P15腳的電壓關(guān)系具有溫度鎖定指示功能，當(dāng)熱敏電阻檢測(cè)到的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí), ADN8830 的管腳5(TEMPLOCK)輸出高電平，表示非制冷紅外焦平面的工作溫度已達(dá)設(shè)定溫度，此時(shí)發(fā)光二極管D1發(fā)光。ADN8830可以驅(qū)動(dòng)用來(lái)給TEC提供電流的外部MOS管，MOS管選用由ADI公司配套提供的FDW2520C芯片。除了這些電參數(shù)決定了電感的選擇之外, 控制器的體積大小也決定選擇什么樣的電感。MSP430FLASH系列單片機(jī)支持在線仿真調(diào)試，這給軟件調(diào)試帶來(lái)了很大方便。//刷屏標(biāo)志uint position_x。uchar colum_14[]=send 確定 ^ 。void main(){ uchar skip。Initial_Clock()。position_y=1。Write_Str(0x88,amp。Write_Str(0x90,amp。 if(redraw) { Dis_time()。 Write_Data(0x20)。 }break。colum_12[0])。 Temp_1=0。 case 2: { switch(key_value) { case 1: if(Temp_1) { Write_Cmd(0x8c)。 position_y=