【正文】 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)的供應(yīng)商。阻尼因素可以簡(jiǎn)單由式（）確定。: ITEC為通過(guò)TEC上的電流, VIL為通過(guò)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(dòng)消耗在驅(qū)動(dòng)器上的無(wú)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(guò)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(duì)PID 補(bǔ)償電路的3個(gè)參數(shù)進(jìn)行合理選取，以便達(dá)到最佳的綜合控制效果。綜合考慮LC濾波效果和減少無(wú)用功,本設(shè)計(jì)將PWM開(kāi)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(lái)監(jiān)控發(fā)熱部件溫度和通過(guò)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(kāi)關(guān)模式的單芯片TEC控制器，但與PWM驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)輸出的TEC控制器結(jié)構(gòu)采用完全對(duì)稱的H橋不同的是，ADN8830采用一半開(kāi)關(guān)輸出，一半線性輸出的方式。1號(hào)低3位與0號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼，LSB(最低位)℃。因?yàn)槊恳粋€(gè)DSl8B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)，因此任意多個(gè)DSl8B20可以存放在同一條單線總線上。獨(dú)立按鍵的接口設(shè)計(jì)：KKK3分別與單片機(jī)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(diǎn)陣的漢字. 。單片機(jī)采用的是MSP430F149，這是一款TI公司生產(chǎn)的MSP430系列16位單片機(jī)。 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的電源部分是使用一個(gè)5V/5A的開(kāi)關(guān)電源，接入系統(tǒng)后進(jìn)一步進(jìn)行濾波與電平轉(zhuǎn)換等處理。適當(dāng)?shù)碾娏魍ㄟ^(guò)TEC將驅(qū)動(dòng)TEC對(duì)需要控溫器件供熱或制冷。這個(gè)電壓通過(guò)高增益的放大器放大, 同時(shí)也對(duì)因?yàn)槟繕?biāo)物體的冷熱端引起的相位延遲進(jìn)行補(bǔ)償, 然后再驅(qū)動(dòng)H橋輸出, H橋同時(shí)控制TEC電流的方向和大小。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要指主控制器單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。在激光器中單片機(jī)可能還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dú)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(yuǎn)時(shí)，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(lái)設(shè)定；當(dāng)接近目標(biāo)溫度時(shí)，驅(qū)動(dòng)功率管的信號(hào)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(gè)部分組成：(1) 高精度、低溫漂的溫度信號(hào)測(cè)量誤差放大器 (2) 補(bǔ)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(chǎng)效應(yīng)管)驅(qū)動(dòng)器。器件的實(shí)際溫度是用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量，并且把即時(shí)溫度顯示在控制面板的LCD上。ADN8830是一個(gè)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(shí)，溫度控制器又開(kāi)始發(fā)出制熱/制冷的信號(hào)，開(kāi)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(shí)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(duì)每個(gè)部分進(jìn)行說(shuō)明。第四章軟件設(shè)計(jì)，主要介紹了主函數(shù)的設(shè)計(jì)，各部分功能模塊程序的設(shè)計(jì)。它在國(guó)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(duì)半導(dǎo)體進(jìn)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(lái)的一門新型的制冷方式。此時(shí)冷熱端的溫度就不會(huì)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(diǎn)在于LD的輸出波長(zhǎng)易受溫度和注入電流的影響。 溫度控制。該電路通過(guò)簡(jiǎn)單的電容、電阻構(gòu)成的外部PID( 比例積分微分) 補(bǔ)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(diǎn)，℃。TEC。在應(yīng)用中，希望激光器啟動(dòng)后以最短的時(shí)間達(dá)到熱平衡過(guò)程，系統(tǒng)迅速進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在原理上，半導(dǎo)體制冷片是一個(gè)熱傳遞的工具。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達(dá)到40～65度之間，如果通過(guò)主動(dòng)散熱的方式來(lái)降低熱端溫度，那冷端溫度也會(huì)相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。同一般機(jī)械制冷相比，不需要馬達(dá)、泵、壓縮機(jī)等機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(guó)在半導(dǎo)體制冷技術(shù)開(kāi)始于50年代末60年代初，當(dāng)時(shí)在國(guó)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(dá)到了國(guó)際水平，60年代末至80年代初是我國(guó)半導(dǎo)體制冷片技術(shù)發(fā)展的一個(gè)臺(tái)階。在日益發(fā)展的高科技領(lǐng)域中熱電制冷正越來(lái)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(duì)大氣的污染而將被禁用，更主要的是因?yàn)檫@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(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一套用ADN8830驅(qū)動(dòng)的TEC溫度自動(dòng)控制電路，采用單片機(jī)作為控制器，并達(dá)到以下要求：℃；℃；℃以內(nèi)時(shí)，控溫收斂時(shí)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(jī)采用模糊PID算法，通過(guò)Pvar、Ivar、Dvar（比例、積分、微分）三方面的結(jié)合調(diào)整形成一個(gè)模糊控制來(lái)解決慣性溫度誤差問(wèn)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(gè)熱敏電阻來(lái)測(cè)量并反饋給ADN8830，用于調(diào)整系統(tǒng)回路和驅(qū)動(dòng)TEC工作。下面分別對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行說(shuō)明。此誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)補(bǔ)償放大器進(jìn)行積分放大后傳到脈寬調(diào)制線性放大器進(jìn)一步放大，然后輸出兩組信號(hào)推動(dòng)溫度控制的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)器如功率管。H橋同時(shí)控制TEC電流的方向和大小。種包含線性和開(kāi)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(shí)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(dá)到平衡時(shí)，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(dòng)電路可以由2片F(xiàn)DW2520C芯片組成。 5V/ADN88DAC8571及TEC驅(qū)動(dòng)是5V供電，兩款I(lǐng)C都是需要一個(gè)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L(zhǎng)FXT1CLK: 低頻/高頻時(shí)鐘源，由外接晶體振蕩器,而無(wú)需外接兩個(gè)振蕩電容器；XT2CLK: 高頻時(shí)鐘源，由外接晶體振蕩器，需要外接兩個(gè)振蕩電容器；DCOCLK: 數(shù)字可控制的RC振蕩器，是集成在單片機(jī)內(nèi)部無(wú)需外接。 LCD12864并口通信接口說(shuō)明管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1GND0V電源地2VCC+5V電源正3VL對(duì)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(xiě)到IR或DR6EN(SCLK)H/L使能信號(hào)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(dòng)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(jī)的接口設(shè)計(jì)：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(jì)要求，而且輸出的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。每一個(gè)DSl8B20包括一個(gè)唯一的64位長(zhǎng)的序號(hào)，該序號(hào)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(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)。在小信號(hào)工作方式下，線性模式輸出級(jí)會(huì)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(guò)渡?！?；，采用MOSFET開(kāi)關(guān)管，導(dǎo)通時(shí)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(dá)到。開(kāi)關(guān)頻率越大, 紋波濾波器的設(shè)計(jì)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(jì)。 ()其中fCLK單位為Hz,在設(shè)計(jì)中考慮到TEC的特性與H橋中的濾波網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，取fCLK = 1MHz。最簡(jiǎn)單的PID補(bǔ)償電路僅有比例部分，比例反映偏差信號(hào)。為了確保溫度控制的穩(wěn)定性, 補(bǔ)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(shí)間常數(shù)。為了保證ADN 8830對(duì)施加在TEC 上的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè), 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(gè)輸出點(diǎn)(VB)應(yīng)與ADN8830的第9腳相連。 H橋結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)時(shí), 為了提高電源效率、擴(kuò)展散熱渠道以及使用靈活性和保護(hù)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(guò)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(shí)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(shí)際等效電阻) , , 可以保證TEC建立時(shí)間的合理性。許多全球著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的開(kāi)發(fā)工具，用以開(kāi)發(fā)他們的前沿產(chǎn)品，從消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車應(yīng)用、醫(yī)療、航空航天到手機(jī)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(shí)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(shí)100us以上6）再次進(jìn)行功能設(shè)定7）延時(shí)37us；8）顯示開(kāi)關(guān)控制9）延時(shí)100us以上10）清顯示11）延時(shí)10ms以上12）進(jìn)入點(diǎn)設(shè)置 Lcd12864初始化流程：時(shí)間按“時(shí)：分：秒”的格式在12864第一行中顯示。}：見(jiàn)附錄：按鍵掃描，并獲取鍵值：四個(gè)獨(dú)立按鍵，按鍵按下IO為低電平，與單片機(jī)P32~P35相連，因?yàn)镸SP430F149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(xiě)入的位是0，；若高電平，寫(xiě)入的位是1。 BIT0))。主控器在檢測(cè)到總線空閑（數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL同時(shí)處于高電平狀態(tài)）時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)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_(kāi)始?？刂艱AC輸出滿量程的1/4電壓值的通信過(guò)程。軟件調(diào)試是在IAR環(huán)境下進(jìn)行的，主要進(jìn)行了LCD顯示實(shí)驗(yàn)、時(shí)間顯示實(shí)驗(yàn)、按鍵調(diào)試實(shí)驗(yàn)、DS18B20調(diào)試實(shí)驗(yàn)、DAC8571調(diào)試實(shí)驗(yàn)。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(shí)間的時(shí)分秒。 溫度采集調(diào)試實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)并且編寫(xiě)一個(gè)帶光標(biāo)指示功能的溫度設(shè)置