【正文】 系統(tǒng)開發(fā)工具和服務(wù)的供應(yīng)商。阻尼因素可以簡單由式（）確定。: ITEC為通過TEC上的電流, VIL為通過電感上的紋波電流。由于采用低導(dǎo)通電阻的MOSFET功率管, 輸出驅(qū)動消耗在驅(qū)動器上的無用功耗就大大減少。 系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電路圖 上的最大電壓VTECMAX的設(shè)定通過設(shè)置P15引腳的VLIM 電壓可以設(shè)置加在TEC兩端電壓的最大值。對PID 補償電路的3個參數(shù)進行合理選取，以便達到最佳的綜合控制效果。綜合考慮LC濾波效果和減少無用功,本設(shè)計將PWM開關(guān)工作頻率選擇1MHz左右。設(shè)定溫度值與NTC阻值、DAC輸出電壓值、。（pin7）腳。20℃—40℃。輸出電壓用來監(jiān)控發(fā)熱部件溫度和通過TEC的電壓。 ADN8830外圍電路及其內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)框架ADI公司的ADN8830芯片是一種具有高輸出效率的開關(guān)模式的單芯片TEC控制器，但與PWM驅(qū)動開關(guān)輸出的TEC控制器結(jié)構(gòu)采用完全對稱的H橋不同的是，ADN8830采用一半開關(guān)輸出，一半線性輸出的方式。1號低3位與0號存貯器用于存放溫度值的補碼，LSB(最低位)℃。因為每一個DSl8B20在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個DSl8B20可以存放在同一條單線總線上。獨立按鍵的接口設(shè)計：KKK3分別與單片機的P3P3P33相連，并且都需要分別連接一上拉電阻?？梢燥@示84行1616點陣的漢字. 。單片機采用的是MSP430F149，這是一款TI公司生產(chǎn)的MSP430系列16位單片機。 系統(tǒng)電源設(shè)計整個系統(tǒng)的電源部分是使用一個5V/5A的開關(guān)電源，接入系統(tǒng)后進一步進行濾波與電平轉(zhuǎn)換等處理。適當(dāng)?shù)碾娏魍ㄟ^TEC將驅(qū)動TEC對需要控溫器件供熱或制冷。這個電壓通過高增益的放大器放大, 同時也對因為目標(biāo)物體的冷熱端引起的相位延遲進行補償, 然后再驅(qū)動H橋輸出, H橋同時控制TEC電流的方向和大小。系統(tǒng)軟件設(shè)計主要指主控制器單片機的軟件設(shè)計。在激光器中單片機可能還需要實現(xiàn)對LD的功率頻率的調(diào)制控制，所以溫控系統(tǒng)最好能硬件獨立完成調(diào)節(jié)控制。當(dāng)被控環(huán)境的溫度離目標(biāo)溫度較遠時，控制器以最大輸出電壓方式工作，此最大輸出電壓由VLIM引腳來設(shè)定；當(dāng)接近目標(biāo)溫度時，驅(qū)動功率管的信號采用PWM (脈寬調(diào)制) 方式調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)加在TEC兩端的電壓，使TEC的制冷或制熱功率適應(yīng)環(huán)境溫度的變化而變換，促使被控環(huán)境溫度逐漸逼近目標(biāo)溫度。 ADN8830控制電路的結(jié)構(gòu)框架主要由以下幾個部分組成：(1) 高精度、低溫漂的溫度信號測量誤差放大器 (2) 補償放大器 (3) 參考電源發(fā)生器 (4) 振蕩器 (5) PWM(脈寬調(diào)制)控制器 (6) MOSFET (場效應(yīng)管)驅(qū)動器。器件的實際溫度是用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量，并且把即時溫度顯示在控制面板的LCD上。ADN8830是一個TEC控制器，用于設(shè)定和穩(wěn)定TEC的溫度。當(dāng)下降/上升到設(shè)定溫度的下限/上限時，溫度控制器又開始發(fā)出制熱/制冷的信號，開始制熱/制冷，但TEC要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時間，這就要視TEC與被加熱器件之間的介質(zhì)情況而定。下面分別對每個部分進行說明。第四章軟件設(shè)計，主要介紹了主函數(shù)的設(shè)計，各部分功能模塊程序的設(shè)計。它在國防、科研、工農(nóng)業(yè)、氣象、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，用于儀器儀表、電子元件、藥品、疫苗等的冷卻、加熱和恒溫。直到第二次世界大戰(zhàn)后，蘇聯(lián)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，約飛院士對半導(dǎo)體進行了大量研究，于一九五四年發(fā)表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的制冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導(dǎo)體材料，至今還是溫差制冷中半導(dǎo)體材料的一種主要成份。是在1834年發(fā)現(xiàn)的帕耳帖效應(yīng)的熱力學(xué)原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型的制冷方式。此時冷熱端的溫度就不會繼續(xù)發(fā)生變化。在激光二極管的溫度控制中，我們期望的溫控系統(tǒng)恰恰要求體積小巧，工作安靜。LD易于調(diào)制的特點在于LD的輸出波長易受溫度和注入電流的影響。 溫度控制。該電路通過簡單的電容、電阻構(gòu)成的外部PID( 比例積分微分) 補償網(wǎng)絡(luò)，能夠使目標(biāo)溫度在30s內(nèi)穩(wěn)定在最佳工作點，℃。TEC。在應(yīng)用中，希望激光器啟動后以最短的時間達到熱平衡過程，系統(tǒng)迅速進入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在原理上，半導(dǎo)體制冷片是一個熱傳遞的工具。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達到40～65度之間，如果通過主動散熱的方式來降低熱端溫度，那冷端溫度也會相應(yīng)的下降，從而達到更低的溫度。同一般機械制冷相比，不需要馬達、泵、壓縮機等機械運動部件，因而不存在磨損和噪聲，也不需要像氨、氟利昂之類的制冷工質(zhì)、制冷劑及其傳輸管路。中國在半導(dǎo)體制冷技術(shù)開始于50年代末60年代初，當(dāng)時在國際上也是比較早的研究單位之一，60年代中期，半導(dǎo)體材料的性能達到了國際水平，60年代末至80年代初是我國半導(dǎo)體制冷片技術(shù)發(fā)展的一個臺階。在日益發(fā)展的高科技領(lǐng)域中熱電制冷正越來越顯示出它的重要地位，這不僅僅是由于氟利昂制冷劑因其對大氣的污染而將被禁用，更主要的是因為這種制冷技術(shù)的特殊優(yōu)越條件和不可替代性。VIII第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計要求設(shè)計一套用ADN8830驅(qū)動的TEC溫度自動控制電路，采用單片機作為控制器，并達到以下要求：℃；℃；℃以內(nèi)時，控溫收斂時間在1min左右；，并將預(yù)設(shè)溫度和當(dāng)前溫度顯示在LCD顯示器上。由單片機采用模糊PID算法，通過Pvar、Ivar、Dvar（比例、積分、微分）三方面的結(jié)合調(diào)整形成一個模糊控制來解決慣性溫度誤差問題。 增量式PID算法的輸出量為：ΔUn = Kp[(en(en1))+(T/Ti)en+(Td/T)((en2)*(en1)+en2)] （）式中，en、(en1)、(en2)分別為第n次、n1次和n2次的偏差值，Kp、Ti、Td分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，T為采樣周期。器件的溫度由一個熱敏電阻來測量并反饋給ADN8830，用于調(diào)整系統(tǒng)回路和驅(qū)動TEC工作。下面分別對每個部分進行說明。此誤差信號經(jīng)過補償放大器進行積分放大后傳到脈寬調(diào)制線性放大器進一步放大，然后輸出兩組信號推動溫度控制的執(zhí)行驅(qū)動器如功率管。H橋同時控制TEC電流的方向和大小。種包含線性和開關(guān)輸出方式的專利技術(shù)可以減少一半的輸出電流紋波，也可以減少一些外圍器件，同時還可以提高效率。DS18B20用以監(jiān)控被控溫器件表面溫度。當(dāng)控制環(huán)路達到平衡時，TEC的電流方向和幅值就調(diào)整好了, 目標(biāo)物體溫度也等于設(shè)定的溫度。H橋驅(qū)動電路可以由2片F(xiàn)DW2520C芯片組成。 5V/ADN88DAC8571及TEC驅(qū)動是5V供電，兩款I(lǐng)C都是需要一個穩(wěn)定的電源才能正常工作，并且電源的穩(wěn)定性直接影響到控溫的精度。分別為LFXT1CLK: 低頻/高頻時鐘源，由外接晶體振蕩器,而無需外接兩個振蕩電容器；XT2CLK: 高頻時鐘源，由外接晶體振蕩器，需要外接兩個振蕩電容器；DCOCLK: 數(shù)字可控制的RC振蕩器，是集成在單片機內(nèi)部無需外接。 LCD12864并口通信接口說明管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1GND0V電源地2VCC+5V電源正3VL對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6EN(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15CS1H/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16CS2空腳17RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VEELCD驅(qū)動電壓輸出端19BL+VDD背光源正端（+5V）20BLVSS背光源負(fù)端LCD12864與MSP430F149單片機的接口設(shè)計：控制腳RS、RW、EN、分別與P6P6P65連接，并行數(shù)據(jù)口與P2口相連接。其精度剛好能滿足設(shè)計要求，而且輸出的信號為數(shù)字信號。每一個DSl8B20包括一個唯一的64位長的序號，該序號值存放在DSl8B20內(nèi)部的ROM(只讀存貯器)中。采取數(shù)據(jù)總線供電方式，可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時間較長。在小信號工作方式下，線性模式輸出級會工作在線性模式，從而為TEC在加熱和制冷方式間提供平滑的過渡。℃；，采用MOSFET開關(guān)管，導(dǎo)通時電阻很小，大大降低系統(tǒng)功耗；，它采用5mm5mm的32腳LFCSP封裝，所有的控制器件都集成到一片芯片中。（P2為熱敏電阻NTC的插座）。判斷ADN8830的5腳（TEMPLOCK）的邏輯輸出就可以判斷目標(biāo)溫度是否已經(jīng)達到。開關(guān)頻率越大, 紋波濾波器的設(shè)計就可以選擇體積越小的電感和電容, 便于控制器小型化設(shè)計。 ()其中fCLK單位為Hz,在設(shè)計中考慮到TEC的特性與H橋中的濾波網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，取fCLK = 1MHz。最簡單的PID補償電路僅有比例部分，比例反映偏差信號。為了確保溫度控制的穩(wěn)定性, 補償網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換周期必須小于TEC和溫度傳感器的熱時間常數(shù)。為了保證ADN 8830對施加在TEC 上的電壓進行實時檢測, H橋的電感濾波輸出端(VA)應(yīng)與ADN8830的P19腳相連, H橋的另一個輸出點(VB)應(yīng)與ADN8830的第9腳相連。 H橋結(jié)構(gòu)圖設(shè)計時, 為了提高電源效率、擴展散熱渠道以及使用靈活性和保護ADN8830, 控制器ADN8830采用外接MOSFET功率管H橋。由式()式可知, 若選擇的電感量越大, 則通過電感上的紋波電流越小, 另外選擇電感的額定電流由ITEC和紋波電流決定。綜合考慮實際電容尺寸大小, 和控制器電路整體體積大小, C4選擇22uF, RTEC(TEC的實際等效電阻) , , 可以保證TEC建立時間的合理性。許多全球著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的開發(fā)工具，用以開發(fā)他們的前沿產(chǎn)品，從消費電子、工業(yè)控制、汽車應(yīng)用、醫(yī)療、航空航天到手機應(yīng)用系統(tǒng)。//設(shè)定溫度的正負(fù)，0正1負(fù)uchar redraw。uchar colum_13[]=send 確定 ^ 。uchar colum_4[]=090311 班。P6OUT = 0XFF。key_flag=0。colum_2[0])。colum_6[0])。//顯示時間while(1) { Dis_Numb(Do1Convert())。 if(position_x==0) { switch(position_y) { case 1: { switch(key_value) { case 1: { if(Temp_1) { Write_Cmd(0x8c)。 position_y=2。 } Write_Str(0x98,amp。 Write_Data(0x2b)。 } }break。colum_9[0])。colum_17[0])。(skip==0)) { switch (position_x) { case 1: { switch(key_value) { case 1: { Write_Str(0x98,amp。 }break。 position_y=2。 if(dN_1[1]=10) dN_1[1]=0。 }break。 default:break。RST=1）4）功能設(shè)定5）延時100us以上6）再次進行功能設(shè)定7）延時37us；8）顯示開關(guān)控制9）延時100us以上10）清顯示11）延時10ms以上12）進入點設(shè)置 Lcd12864初始化流程：時間按“時：分：秒”的格式在12864第一行中顯示。}：見附錄：按鍵掃描，并獲取鍵值：四個獨立按鍵，按鍵按下IO為低電平，與單片機P32~P35相連，因為MSP430F149只有PP2口有外部中斷功能，所以不能使用中斷方式。若低電平，寫入的位是0，；若高電平，寫入的位是1。 BIT0))。主控器在檢測到總線空閑（數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL同時處于高電平狀態(tài)）時，首先發(fā)送一個啟動信號SCL保持高電平期間，數(shù)據(jù)線SDA上電平被拉低)，它標(biāo)志著一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。控制DAC輸出滿量程的1/4電壓值的通信過程。軟件調(diào)試是在IAR環(huán)境下進行的，主要進行了LCD顯示實驗、時間顯示實驗、按鍵調(diào)試實驗、DS18B20調(diào)試實驗、DAC8571調(diào)試實驗。5%，滿足TEC工作環(huán)境要求。從上往下依次是隔熱片、溫度傳感器DS18B固定金屬片（鋁）、10KΩ負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻、制冷片、散熱器。：，在LCD12864的第一行顯示時間的時分秒。 溫度采集調(diào)試實驗：設(shè)計并且編寫一個帶光標(biāo)指示功能的溫度設(shè)置