【正文】 ：1）設(shè)計構(gòu)思好按鍵功能，程序邏輯；2）編寫程序；3）調(diào)試驗證程序。：，可以通過按鍵設(shè)置時間的時分秒。 TEC的安裝：：參考LCD12864液晶顯示模塊數(shù)據(jù)手冊，編寫與調(diào)試LCD12864顯示程序。按10KΩ負溫度系數(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)試同步進行，控制DAC分別輸出滿量程的1/1/3/4萬用表觀察DAC輸出電壓波動情況。等待應(yīng)答，檢測到應(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)送一個停止信號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t2時刻前主機必須完成讀位，并在t0后的60us120 us內(nèi)釋放總線。(1)初始化，主機總線t0時刻發(fā)送一復位脈沖(最短為480us的低電平信號)，接著在tl時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)。 //計數(shù)時鐘ACLK, 增計數(shù)模式 CCTL0 |= CCIE。 }} LCD12864顯示子程序的設(shè)計完成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://當光標位置為（0,2）時，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])。/*********開機畫面*********************/while (!Write_DAC(0x8f,0x6a))。 //開啟定時ATBCTL = TBSSEL_2。P6OUT |= BIT2。uchar colum_17[]= send succeed 。uchar colum_7[]=即時溫度: ℃。extern uchar second,minute,hour,hour0。使用單片機為TI公司的16位MSP430F149單片機，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間, 。其中電感的選擇受到通過電感的額定電流、濾波輸出的紋波系數(shù)、PWM開關(guān)頻率幾個因素限制。電路中采用MOSFET功率管H橋輸出驅(qū)動替代常用的線性調(diào)整功率管驅(qū)動, 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, 系統(tǒng)從環(huán)境溫度改變到目標溫度的建立時間在10s以內(nèi), ℃, 并且能保持長期穩(wěn)定。微分控制對誤差進行微分，對誤差的變化趨勢反應(yīng)敏感，能夠加快系統(tǒng)響應(yīng)，減小調(diào)節(jié)時間，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其缺點是對干擾敏感。所以RfCLK取150kΩ。 ()由式()可知, PWM 開關(guān)工作頻率越高, 則MOS管上消耗的無用功越多。因為采用的DAC是16位DAC所以得發(fā)送給DAC的數(shù)據(jù)D的計算公式：D=(R/(R+))*65536。A0地址腳接地。設(shè)計電路采用10KΩ負溫度系數(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)實際應(yīng)用場合計算出來。ADN8830內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成：、。1號存貯器存放溫度值的符號，如果采用12位溫度讀數(shù)，溫度為負(℃)，則1號存貯器高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。當光標位置停留在溫度設(shè)定的某一位數(shù)字下時，按下功能鍵能讓數(shù)字增一，當光標位置停留在“發(fā)送 確定”欄時，按下功能鍵，系統(tǒng)將對DAC8571進行通信，把設(shè)定溫度對應(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)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。 單片機及其外圍電路組成框架下面對單片機及其外圍電路的各部分設(shè)計進行詳細介紹。 主程序流程圖第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 引言本章介紹了系統(tǒng)硬件各個組成部分的設(shè)計，包括系統(tǒng)電源、單片機最小系統(tǒng)、單片機外圍電路、ADN8830及其外圍電路、H橋電路的設(shè)計。每個加載在ADN8830 輸入端的電壓對應(yīng)一個目標溫度設(shè)定點。期望的目標物體溫度是用一個設(shè)定點電壓來表示, 與溫度傳感器產(chǎn)生的代表實際目標物體溫度的電壓通過高精度運算放大器進行比較, 然后產(chǎn)生誤差電壓。系統(tǒng)設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，系統(tǒng)硬件又可以劃分為三個部分：；；。同時單片機需要不停的根據(jù)采集回來的溫度計算輸出相應(yīng)PWM，占用比較多單片機資源。此過程是周而復始，不間斷地進行著。2. ADN8830控制電路。反饋給AND8830的電壓信號是用一個負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）跟一分壓電阻串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。 設(shè)計方案二此方案是采用AND8830為核心器件來達到調(diào)控溫度的目的。但這時靠近TEC熱層的溫度會高于設(shè)定溫度，熱層還將會對器件進行加熱或者吸取熱量，即使溫度控制器發(fā)出信號停止制熱/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，主要介紹了單片機及其外圍電路的設(shè)計，ADN8830及其外圍電路的設(shè)計，功率驅(qū)動電路H橋的設(shè)計。熱電制冷具有諸多特點，應(yīng)用開發(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合，更有其優(yōu)越性。因此，熱電效應(yīng)在制冷技術(shù)上沒有實際應(yīng)用。 ()式中：Qπ為放熱或吸熱功率π為比例系數(shù)，稱為珀爾帖系數(shù)I為工作電流a為溫差電動勢率Tc為冷接點溫度（THOMSON EFFECT）當電流流經(jīng)存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產(chǎn)生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，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 半導體制冷技術(shù)的國內(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體材料，因此也被稱為半導體制冷。當冷熱端達到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時，就會達到一個平衡點，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試 52 53： 53 53 54 54 55 56第六章 總結(jié)與展望 57參考文獻 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、壽命長和易于調(diào)制，半導體激光器( Laser Diode)作為一種新型激光光源已廣泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)療和測量等各個領(lǐng)域。 TEC。控制核心采用MSP430單片機，單片機通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20讀取當前溫度，通過DAC輸出電壓控制信號給ADN8830來調(diào)節(jié)流過TEC的電流。temperature control。為此，需要在保證系統(tǒng)工作精度的前提下，研究一種簡單、實用、有效的溫控系統(tǒng)，以達到快速啟動的目的。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對中有電流通過時，兩端之間就會產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時，在這個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、制冷迅速、冷熱轉(zhuǎn)換快、操作簡單、無環(huán)境污染等優(yōu)點。在此期間，一方面半導體制冷材料的優(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w制冷技術(shù)在未來將得到更廣泛的應(yīng)用。，在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出了以下兩個設(shè)計方案。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。單片機每隔固定時間 T將現(xiàn)場溫度與設(shè)定目標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確測量目標溫度和器件實際溫度之間的差別；補償放大器用以優(yōu)化TEC對溫度間隔的反應(yīng)和一個高輸出電流用以滿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MSP430為控制核心，包括顯示模塊，按鍵模塊，DAC模塊，測溫模塊。由功率管輸出的電流促使TEC 進行制熱或制冷。當目標物體的溫度低于設(shè)定點溫度時，H橋朝TEC致熱的方向按一定的幅值驅(qū)動電流；當目標物體的溫度高于設(shè)定點溫度時，H橋會減少TEC的電流甚至反轉(zhuǎn)TEC的電流方向來降低目標物體溫度。相比方案一，方案二電路稍微復雜，但是對單片機資源暫用很少，軟件編程也容易實現(xiàn)。TEC(Thermo Electric Cooler)是用兩種不同半導體材料(P型和N型)組成PN 結(jié), 當PN結(jié)中有直流電通過時, 由于兩種材料中的電子和空穴在跨越PN結(jié)移動過程中的吸熱或放熱效應(yīng)(帕爾帖效應(yīng)),就會使PN結(jié)表現(xiàn)出制冷或制熱效果, 改變電流方向即可實現(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)計中，對于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N溝道和一個P溝道的MOSFET 開關(guān)管。所以需要對開關(guān)電源的輸出進一步進行消除電壓紋波的處理。所以其外部時鐘電路有兩個晶振。 LCD12864與單片機的接口電路為了簡化操作，系統(tǒng)只需要使用3個按鍵即可完成對溫度的設(shè)定與對模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片DAC8571的控制。為了簡化設(shè)計，對溫度測量監(jiān)控的溫度傳感器采用了DS18B20。開始8位是產(chǎn)品類型編碼(DSl8B20編碼均為10H)，接著的48位是每個器件唯一的序號。采取外部供電方式，則多用一根導線，但測量速度較快。 所示。ADN8830 單芯片TEC控制器為完成控制，需要在THERMIN（pin2）輸入一個與被控溫器件當前溫度相對應(yīng)的電壓信號，在THERMSET(pin4)腳輸入一個與設(shè)定溫度相對應(yīng)的電壓信號。 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腳一個與設(shè)定溫度值對應(yīng)的電壓信號。當達到目標溫度時，輸出高電平，發(fā)光二極管D1 發(fā)光。但是H橋MOSFET功率管的開關(guān)損耗是隨著頻率的增加而增加。一般情況下，、一個22μF的電容C2和1MHz 的轉(zhuǎn)換頻率就可以保證通過TEC的最差電壓波動低于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間常數(shù)是一個難以描述的因素, 無法通過計算方式來設(shè)計網(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，當熱敏電阻檢測到的溫度達到設(shè)定溫度時, 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設(shè)定溫度，此時發(fā)光二極管D1發(fā)光。ADN8830可以驅(qū)動用來給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系列單片機支持在線仿真調(diào)試，這給軟件調(diào)試帶來了很大方便。//刷屏標志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=