【正文】 度。 方案對比與選擇方案一的優(yōu)點是硬件電路組成簡單，只需要由熱敏電阻、放大電路、ADC組成的溫度采集電路與H橋功率驅(qū)動電路即可完成整個硬件設(shè)計。 TEC控制原理，TEC上方是溫度傳感器與目標器件。在需要控溫的物體表面緊貼溫度傳感器DS18B20，傳感器測得的溫度在12864LCD上顯示出來，達到監(jiān)控目標溫度的目的。最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、外部時鐘電路與單片機組成。DSl8B20數(shù)字溫度計提供9與12位(二進制)溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。下面介紹接入這兩個引腳的溫度采集電路與溫度設(shè)定電路。所以，每個設(shè)定的溫度值對應(yīng)一個DAC的輸出電壓。%。 的PID網(wǎng)絡(luò)通?？梢酝ㄟ^以下調(diào)試步驟來優(yōu)化參數(shù):(1)將電容C9短路、C11開路, 僅只留下電阻R6和R5構(gòu)成一簡單的補償比例網(wǎng)絡(luò)；(2)增加電阻R6和R5的比例, 從而增加增益直至TEC兩端的電壓開始出現(xiàn)振蕩, 然后將R6和R5的比例縮小至原來的1/2；(3)將電容C9串接到補償網(wǎng)絡(luò), 并減小該電容的值直至TEC兩端的電壓開始出現(xiàn)振蕩, 然后將電容C9的值增加1倍； (4)短路電阻R7并加入電容C11使TEC兩端的電壓開始出現(xiàn)振蕩, 這時可以減小電容C11或者重新接入電阻R7使TEC兩端的電壓穩(wěn)定；(5)改變TEMPSET的電壓值來調(diào)節(jié)TEC 兩端的電壓穩(wěn)定時間, TEMPSET的變化約在100mV, 然后減小電容C11,C9和電阻R7從而減小穩(wěn)定時間, 但是會造成輸出電壓過充；(6)添加與R6和C9并聯(lián)的反饋電容C10，反饋電容C10 在不增加穩(wěn)定時間的前提下能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。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。 H橋功率驅(qū)動電路第四章 軟件設(shè)計本章主要介紹各部分程序的設(shè)計，內(nèi)容包括程序功能、流程、時序的說明及重要代碼等。//光標坐標變量uint position_y。//光標處理變量WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。position_x=0。colum_7[0])。 Write_Data(0x2d)。 position_y=0。 Write_Data(0x3e)。 }break。 if(dN_1[0]=10) dN_1[0]=0。 default:break。 default:break。發(fā)送命令及讀取DS18B20地址，溫度數(shù)據(jù)等操作。= ~MC_1。等待DAC從機的應(yīng)答，檢測到應(yīng)答之后發(fā)一字節(jié)控制命令。系統(tǒng)需要保證最大功率在電源額定功率范圍內(nèi)，流過TEC的最大電流在MOS管FDW2520允許最大電流4A范圍內(nèi)。：在時間顯示程序上插入按鍵設(shè)置時間的功能，可以通過3個獨立按鍵調(diào)整時間的時、分、秒。光標跳到第四行的確定，按下發(fā)送后，顯示“sending……” 溫度設(shè)置調(diào)試實驗：查閱DAC8571的數(shù)據(jù)手冊，了解I2C通信協(xié)議的讀寫時序，了解其使用方法，編寫程序：能通過發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)讓DAC輸出電壓分別為其參考電壓的1/1/3/滿值。：，在LCD的第一行顯示“覃仕明” LCD12864顯示調(diào)試實驗：查閱MSP430單片機的數(shù)據(jù)手冊，了解內(nèi)部定時計數(shù)器的使用，編寫時間顯示程序：在LCD12864第一行顯示時間，以“時：分：秒”的格式顯示，時滿24清零，分秒滿60清零并向高位進一。用示波器觀察當ADN8830工作在開關(guān)控制模式時，通過TEC兩端的電壓紋波。本設(shè)計只用到一片，且地址編輯腳接地，所以器件地址為0x98。 TBCTL |= MC_1。 //打開全局中斷 } /*******************************************函數(shù)名稱：__interrupt void TimerA_ISR(void)功 能：定時器A中斷服務(wù)程序 參 數(shù)：無返回值 ：無********************************************/pragma vector=TIMERA0_VECTOR__interrupt void TimerA_ISR(void){ Clock()。 if(dN_1[2]=10) dN_1[2]=0。 }break。colum_13[0])。 DAC_temper_set()。 } }break。 Write_Data(0x20)。 key_check()。while(!key_flag)//按任意鍵跳出循環(huán)key_check()。Ini_Lcd()。uchar colum_2[]=長春工業(yè)大學。uchar DAC_1,DAC_2。 ()通過對式（）分析可知, C4越小, 阻尼系數(shù)越大。同時, 采用H橋可以在不增加負電源的情況下, 靈活地調(diào)整加在TEC上的電流極性, 使TEC工作于制冷狀態(tài)還是制熱狀態(tài)。ADN8830 TEC控制器采用外部補償網(wǎng)絡(luò), 僅需要幾個電阻和電容, 所示。ADN8830具有內(nèi)置振蕩器, 使得PWM開關(guān)工作頻率設(shè)置比較方便, 只要在P26腳與地之間串聯(lián)一電阻RfCLK即可。電壓輸出腳VOUT與ADN8830的溫度設(shè)定腳TEMPSET腳相連接，用以設(shè)定目標溫度。ADN8830單芯片TEC控制器的主要優(yōu)點：。將存貯器中的二進制數(shù)求補，再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)并除以2就得到被測溫度值(550——125℃)。 獨立按鍵的接口電路為了驗證系統(tǒng)的運行效果，需要對控溫部件表面溫度進行精確的即時監(jiān)控。片內(nèi)有精密硬件乘法器、兩個16位定時器、一個14路的12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、一個看門狗、6路P口、兩路USART通信端口、一個比較器、一個DCO內(nèi)部振蕩器。需要空溫器件的溫度由負溫度系數(shù)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。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖控制面板部分的控制核心為MSP430F149單片機，外擴顯示器12864LCD，獨立按鍵，溫度傳感器DS18B20，數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC8571。3. 功率驅(qū)動H橋模塊功率驅(qū)動H橋模塊的電路中，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。TEC的驅(qū)動使用兩片F(xiàn)DW2520C管構(gòu)成的H橋電路。通常開始重新制熱/制冷時，溫度繼續(xù)下降/上升幾度。第五章實驗與驗證，主要介紹了整個系統(tǒng)的實驗調(diào)試過程，包括硬件設(shè)計調(diào)試，軟件的設(shè)計與調(diào)試。約飛的理論得到實踐應(yīng)用后，有眾多的學者進行研究到六十年代半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)值系數(shù)，才達到相當水平，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。為了達到更低的溫度，可以采取散熱等方式降低熱端的溫度來實現(xiàn)?！?。畢業(yè)設(shè)計:基于ADN8830的半導(dǎo)體溫度控制系統(tǒng)摘 要 本設(shè)計提出一種基于AD 公司的熱電制冷控制器ADN8830的高性能、高穩(wěn)定性的TEC 控制電路。在對波長穩(wěn)定性要求較高的場合，諸如干涉測量和光譜吸收氣體檢測待高精度測量應(yīng)用中，必須對LD溫度進行精確控制。風扇以及散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱。為使該方面的技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，世界各國均投入了不少力量進行材料、工藝以及制冷技術(shù)等方面的理論和應(yīng)用研究，GE和WH等四家大公司同時對美國海軍提出的核潛艇空調(diào)和制冷系統(tǒng)熱電化進行了不同類型和系統(tǒng)的樣機研制，大大推進了熱電制冷技術(shù)在這方面的發(fā)展。第六章總結(jié)與展望，主要對全文工作進行了總結(jié)，并對研究工作進行了展望。所以，傳統(tǒng)的定點開關(guān)控制溫度會有正負誤差幾度的現(xiàn)象，但這不是溫度控制器本身的問題，而是整個熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問題，使溫度控制器控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。在方案二中，系統(tǒng)可以分為以下三部分：；；。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。用戶可以通過控制面板上的鍵盤設(shè)置目標溫度，再由單片機通過DAC8571向ADN8830的TEMPSET腳發(fā)送一個對應(yīng)的電壓信號。ADN8830可以驅(qū)動用來給TEC提供電流的外部MOS管。MSP430F149有三個時鐘源，兩個時鐘源是外部提供，一個內(nèi)部時鐘源?！妫?，℃。每只DS18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采用高精度誤差放大器作為輸入級，它具有自校正、自穩(wěn)零、低飄移的特性，最大溫漂電壓低于250mV，在典型應(yīng)用中，使目標溫度誤差低于177。 溫度設(shè)定電路當溫度采集電路中得到的電壓信號，即接到ADN8830溫度電壓信號輸入腳TEMPIN的電壓信號與溫度設(shè)定腳TEMPSET的輸入電壓值相等時，誤差放大器的輸出為零，此時目標溫度就已經(jīng)達到了設(shè)定的溫度。電阻值根據(jù)選擇的PWM開關(guān)工作頻率和式()進行計算而得。不同的應(yīng)用設(shè)計者可以根據(jù)自己的熱負載特性來調(diào)整補償網(wǎng)絡(luò), 從而達到最佳的溫度設(shè)定時間和穩(wěn)定性容限, 但補償網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換周期對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。TEC制冷器放置在H橋的中間，當N2A開關(guān)管有效導(dǎo)通、N2B開關(guān)管有效關(guān)閉、N3B常通、N3A常閉時, 電流從TEC的/+0端經(jīng)TEC流向/0端；當N2A開關(guān)管有效關(guān)閉、N2B開關(guān)管有效導(dǎo)通、N3B常閉、N3A常通時, 電流從TEC的/0端經(jīng)TEC流向/+0端。但是C4越小, 輸出紋波電壓越大。//寫到DAC的電壓數(shù)據(jù)DAC_1高8位uchar Temp_1。uchar colum_3[]=電氣與電子工程。 //初始化液晶屏redraw=0。/**********進入操作界面****************/Write_Str(0x80,amp。 skip=0。 Write_Data(0x2b)。 default:break。//DAC數(shù)據(jù)處理 if(Write_DAC(DAC_1,DAC_2)) Write_Str(0x98,amp。 position_x=2。 case 3: { dN_1[1]++。 }break。 redraw=1。 //增計數(shù)到CCR0 while(!(TBCTL amp。DAC8571幾種工作模式，本設(shè)計中只用普通模式。實驗結(jié)果表明，電壓紋波小于177。：1）查閱MSP430F149單片機數(shù)據(jù)手冊，了解其定時計數(shù)器的使用；2）編寫程序；3）調(diào)試驗證程序。：1）查閱DAC8571的數(shù)據(jù)手冊，了解I2C通。 時間顯示調(diào)試實驗：編寫?yīng)毩存I掃描程序，并且插入時間顯示程序中，達到能通過按鍵調(diào)整時間的目的。，及TEC兩端的電壓。整個通信過程是：先是單片機發(fā)一個起始信號，接著發(fā)一個器件地址。 //等待 TBCTL amp。 按鍵掃描子程序流程：見附錄 DS18B20子程序的設(shè)計實現(xiàn)單片機與DS18B20通信，使用的是單線串行通信。 } }break。 }break。 case 3: { dN_1[0]++。 time_clear()。 case 2: { switch(key_value) { case 1: if(Temp_1) { Write_Cmd(0x8c)。colum_12[0])。 Write_Data(0x20)。Write_Str(0x90,amp。position_y=1。void main(){ uchar skip。//刷屏標志uint position_x。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。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)。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。當達到目標溫度時，輸出高電平，發(fā)光二極管D1 發(fā)光。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。采取外部供電方式，則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。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。所以其外部時鐘電路有兩個晶振。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。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。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