【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 量功率 Pc:在規(guī)定的環(huán)境溫度下，熱敏電阻體受測(cè)試電流加熱而引起的 阻值變化不超過(guò) %時(shí)所消耗的電功率。 （ 9）最大電壓 :對(duì)于 NTC熱敏電阻器，是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，不便熱敏電阻器弓起熱失控所允許連續(xù)施加的最大直流電壓 。對(duì)于 PTC熱敏電阻器，是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和靜止空氣中，允許連續(xù)施加到熱敏電阻器上并保證熱敏電阻器正常工作在 PCT特性部分的最大直流電壓。 （ 10）最高工作溫度 Tmax:在規(guī)定的技術(shù)條件下，熱敏電阻器長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許的最高溫度。 （ 11）開(kāi)關(guān)溫度 tb:PCT熱敏電阻器的電阻值開(kāi)始發(fā)生躍增時(shí)的溫度。 （ 12）耗散系數(shù) H:溫度增加 1℃時(shí)，熱敏電阻器所耗散 的功率，單位為 mW/℃。 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入的重要通道的核心部件。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的需要 —— 2路采集，而 ADC0809支持多路采集并在市場(chǎng)上最為常見(jiàn)，所以選擇使用 ADC0809芯片作為 A/D轉(zhuǎn)換器，只需要一個(gè)芯片即可完成完成任務(wù)需求。并且 ADC0809帶有所存電路，可直接與 CPU相連接。 ADC0809是單片雙列直插式集成電路芯片，是 8通路 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，其主要特點(diǎn)是：分辨率 8位；總的不可調(diào)誤差為177。 1LSB；當(dāng)模擬輸入電壓范圍為 0～ 5V時(shí)，可使用單一的5V電源；轉(zhuǎn)換時(shí)間 100μ m；溫度范圍 40～ +85℃；可直接與 CPU連接，不需另加接口邏輯；內(nèi)部帶 8路模擬開(kāi)關(guān)，可以輸入 8路模擬信號(hào)；輸出帶鎖存器；邏輯電平與 TTL兼容。 ADC0809是一種帶有 8位轉(zhuǎn)換器、 8位多路切換開(kāi)關(guān)以及與微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS組件。 8位 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近法。在 A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部含有一個(gè)高阻抗斬波穩(wěn)定比較器，一個(gè)帶有模擬開(kāi)關(guān)樹(shù)組的 256R分壓器，以及一個(gè)逐次逼近的寄存器。八路的模擬開(kāi)關(guān)由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在八個(gè)通道中任意訪問(wèn)一個(gè)單邊的模擬信號(hào)。 ADC0809無(wú)需調(diào)零和滿量 程調(diào)整，又由于多路開(kāi)關(guān)的地址輸入能夠進(jìn)行鎖存和譯碼， 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 15 頁(yè) 共 41 頁(yè) 而且它的三態(tài) TTL輸出也可以鎖存，所以易于與微處理機(jī)進(jìn)行接口。 ADC0809芯片有 28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 。 下面說(shuō)明各引腳功能。 IN0～ IN7： 8路模擬量輸入端。 21～ 28： 8位數(shù)字量輸出端。 ADDA、 ADDB、 ADDC：通道號(hào)端子，用于選通 8路模擬輸入中的一路 ,C為最高位， A為最低位。當(dāng) C、 B、 A全零時(shí)，選中 IN0通道接入；當(dāng) C、 B、 A為 001時(shí)，選中 IN1通 道接入；當(dāng) C、 B、 A為 111時(shí)選中 IN7通道接入。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) ALE為高電平時(shí)，允許 C、 B、 A所示的通道被選中，并將該通道的模擬量接入 A/D轉(zhuǎn)換器。 START： A／ D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，輸入，高電平有效。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，發(fā)出一個(gè)正脈沖，表示 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束。此信號(hào)可用作為 A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測(cè)信號(hào)或中斷申請(qǐng)信號(hào)。 ENABLE(OUTPUT ENABLE)：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能 打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。 CLOCK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：參考電壓端子，用來(lái)提供 D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標(biāo)準(zhǔn)電平。在單極輸入時(shí)； REF（ +） =5V， REF（ ） =0V，當(dāng)模擬量為雙極性時(shí)， REF（ +）、 REF（ ）分別接 +、 極的參考電壓。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 GND：接地。 ADC0809的工作過(guò)程是：首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下圖 ADC0809 引腳圖 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 共 41 頁(yè) 降沿啟動(dòng) A／ D轉(zhuǎn)換，之后 EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到 A／ D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng) OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 輸出控制電路的設(shè)計(jì) 輸出控制電路主要由兩部分組成：保護(hù)電路和控制電路 。 控制電路的工作過(guò)程是 CPU8031發(fā)出的 PWM控制信號(hào)經(jīng)由保護(hù)電路傳遞給控制電路中的場(chǎng)效應(yīng)管 IRFZ44，再由場(chǎng)效應(yīng)管解讀 PWM控制信號(hào)來(lái)控制電路給制冷片的輸出電壓，進(jìn)而控制制冷片的制冷效果。 保護(hù)電路 如圖 ，其作用是阻擋控制電路中向 8031產(chǎn)生的回流電壓，保護(hù)CPU8031，避免其被控制電路產(chǎn)生的回流電壓所破壞。 控制電路如圖 ，其左端接 12V直流輸入電壓， 由于場(chǎng)效應(yīng)管高電平導(dǎo)通，所以經(jīng) PWM信號(hào)控制場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通，進(jìn)而控制控制電路右端的輸出電壓，從而 控制制冷效果。 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖 保護(hù)電路 圖 控制電路 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 17 頁(yè) 共 41 頁(yè) 為了保證系統(tǒng)運(yùn)行可以被即時(shí)操作，所以設(shè)置一指示燈以顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況。當(dāng)系統(tǒng)通電，開(kāi)始運(yùn)行后， 此指示燈亮起以指示系統(tǒng)正在運(yùn)行。當(dāng)制冷結(jié)束，關(guān)閉電源后，此燈熄滅。如果正在運(yùn)行時(shí)此燈熄滅，則表示系統(tǒng)意外斷電，以告知操作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理。電路連接圖如圖 12V電源 為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，電源決定使用 12V直流電源適配器 5V 電源模塊 設(shè)計(jì)中由于很大一部分的芯片的供電電壓要求是 5V， 又因?yàn)樯弦还?jié)中 220V的市電經(jīng)過(guò) 12V電源 適配器 后已經(jīng)轉(zhuǎn)換為 12V的直流電，所以這里為了不重復(fù)設(shè)計(jì)變壓器以增加設(shè)計(jì)成本，直接將 12V的直流電通過(guò)一個(gè) 5V的電源模塊 轉(zhuǎn)換為 5V的直流電供芯片使用。 5V電壓模塊的電路原理圖如圖 。 在 5V電壓模塊中使用的是 7805芯片，這個(gè)芯片的主要功能是將高電壓的直流電轉(zhuǎn)換成 5V的直流電。其中輸入端 VIN的輸入電壓范圍是： 7V25V，經(jīng)過(guò)芯片電壓轉(zhuǎn)換后從輸出端 VOUT輸出的電壓是 。 由于轉(zhuǎn)換完成后的輸出電壓中會(huì)有少部分的高頻分量，為了將這部分的高頻分量濾除掉， 所以在輸出端與地之間并聯(lián) 3個(gè)電容，以濾除掉高頻分量。 圖 指示系統(tǒng)連接圖 圖 5V電壓模塊 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 18 頁(yè) 共 41 頁(yè) 8V電源模塊 設(shè)計(jì)中有一部分的器件要求的供電電 壓是 8V，所以還需要一個(gè) 8V電壓模塊，同樣我們?yōu)榱瞬恢貜?fù)設(shè)計(jì)變壓器以增加設(shè)計(jì)成本， 直接將 12V的直流電通過(guò)一個(gè) 8V的電源模塊轉(zhuǎn)換為 8V的直流電供芯片使用。 8V電壓模塊的電路原理圖如圖 。 在 8V電壓模塊中使用的是 7808芯片，這個(gè)芯片的主要功能是將高電壓的直流電轉(zhuǎn)換成 8V的直流電。其中輸入端 VIN的輸入電壓范圍是： ，經(jīng)過(guò)芯片電壓轉(zhuǎn)換后從輸出端 VOUT輸出的電壓是 。 由于轉(zhuǎn)換完成后的輸出電壓中會(huì)有少部分的高頻分量，為 了將這部分的高頻分量濾除掉，所以在輸出端與地之間并聯(lián) 3個(gè)電容，以濾除掉高頻分量。 圖 8V電壓模塊 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) 4 軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)步驟 ① 分析題意，確定算法或算法思想。 算法是指解決問(wèn)題的方法和步驟，比如現(xiàn)有的一些計(jì)算方法和日常生活中解決問(wèn)題的邏輯思維推理方法等。 ②根據(jù)算法畫(huà)出流程圖。 畫(huà)出描述算法的流程圖，可以先從圖上檢查算法的正確性，減少出錯(cuò)的可能性，使動(dòng)手編寫(xiě)程序時(shí)的思路更加清晰。 ③分配存儲(chǔ)空間和工作單元，合理的使用寄存器。 分配存儲(chǔ)空間和工作單元，是指存儲(chǔ)空間的分段和數(shù)據(jù)定義。另外，由于寄存器的數(shù)量有限，編寫(xiě)程序時(shí)經(jīng)常會(huì)感覺(jué)到 寄存器不夠用。因此，對(duì)于字節(jié)數(shù)據(jù)，要盡量使用8位寄存器。而采用適當(dāng)?shù)膶ぶ贩绞?，也?huì)達(dá)到節(jié)省寄存器的目的。 ④根據(jù)流程圖編寫(xiě)程序。 這是編制匯編語(yǔ)言程序最為重要的一步?？梢詤⒖剂鞒虉D按照一般的匯編步驟進(jìn)行，即定 義，程序開(kāi)始，程序初始化，主程序，中斷程序，子程序，程序結(jié)束等 。 ⑤上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序。 通過(guò)匯編的源程序，只能說(shuō)明它里面不存在語(yǔ)法錯(cuò)誤。但是它是否能達(dá)到算法所要求的預(yù)期效果，還必須經(jīng)過(guò)上機(jī)調(diào)試，軟件的仿真，用一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)試，才能夠真正得出結(jié)論。 程序流程圖 程序流程圖主程序及各個(gè)子程序見(jiàn)下面各圖 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 20 頁(yè) 共 41 頁(yè) 開(kāi)始 初始化 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)用鍵盤(pán)子程序 調(diào)用顯示子程序 調(diào)用控溫子程序 是否需控溫 ？ 結(jié)束 圖 主程序流程圖 N Y 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 控溫子程序 控溫子程序 讀取所測(cè)實(shí)際溫度 讀取所需控制溫度 對(duì)比兩溫度差 對(duì)比兩溫度差 通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生 PWM 控制信號(hào) 返回 發(fā)送 PWM 控制信號(hào) A/D 轉(zhuǎn)換中斷 關(guān)中斷 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 讀取各通道轉(zhuǎn)換結(jié)果 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換 開(kāi)中斷 中斷返回 圖 A/D 轉(zhuǎn)換中斷 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁(yè) 共 41 頁(yè) 顯示子程序 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)區(qū) 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制 查表顯示段碼 發(fā)送段碼 圖 顯示子程序 返回 鍵盤(pán)子程序 K1 按下 K2 按下 K4 按下 K3 按下 K1 鍵功能 K2 鍵功能 K4 鍵功能 K3 鍵功能 返回 N N N N Y Y Y Y 圖 鍵盤(pán)子程序 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè) 結(jié) 束 語(yǔ) 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在智兆華老師的辛勤指導(dǎo)與幫助下，我學(xué)到了很多知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是半導(dǎo)體電子制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì) 設(shè)計(jì)過(guò)程有了一個(gè)系統(tǒng)地了解，深深地感受到了設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)反復(fù)思考、反復(fù)改進(jìn)的艱苦過(guò)程。同時(shí)也切實(shí)感受到所學(xué)知識(shí)的不足，考慮問(wèn)題不夠全面，經(jīng)過(guò)了智老師多次的指導(dǎo)，我終于成功將系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成了。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我原理分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、器件選擇的重要鍛煉。極大地豐富了所學(xué)理論知識(shí)的不足，增加了許多實(shí)踐性的知識(shí)，使我真正做到了將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)。并且，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)課堂所學(xué)理論知識(shí)有了更透徹的理解，對(duì)如何將理論應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從對(duì)程序設(shè)計(jì)的陌生到對(duì)其有了深入地了解，收獲了很多。 總之，在智老師的指導(dǎo)與幫助下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺，必定對(duì)以后的學(xué)習(xí)與工作起到十分重要的作用。今后，我一定更加努力，不斷地提高自己的能力。 由于設(shè)計(jì)者水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，加之時(shí)間有限，不足之處在所難免。敬請(qǐng)各位老師與同學(xué)批評(píng)指正。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 24 頁(yè) 共 41 頁(yè) 致 謝 本文是在 智兆華 老師的悉心指導(dǎo)下完成的，值此論文完成之際謹(jǐn)向老師致以衷心的感謝和深深的敬意！在課題的研究過(guò)程中， 智 老師給了我許多關(guān)鍵性的指導(dǎo)，提出了許多啟發(fā)性的建議，使我能夠克服難關(guān)，最終完成課題的設(shè)計(jì)，使我受益匪淺。 同時(shí)在課題完成過(guò)程中以及在校學(xué)習(xí)期間 ，得到了同學(xué)關(guān)心、支持和幫助，也得到了教研組其他老師的培養(yǎng)、指導(dǎo)和幫助，再次向他們表示真誠(chéng)的謝意。 感謝所有曾給予我關(guān)心、支持、幫助和鼓勵(lì)的老師和朋友們！ 在即將完成學(xué)業(yè)之際，還要衷心感謝母校河北科技大學(xué)對(duì)我的培養(yǎng)！ 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) 1 鄔鎮(zhèn)耀 .熱電制冷技術(shù) [J].制冷技術(shù) ,1986,(2)： 6～ 7 2 徐德勝 .電子冷凍與半導(dǎo)體 [J].電子技術(shù) ,1983,(3)： 23～ 25 3 許麗川 .過(guò)程控制調(diào)節(jié)規(guī)律的研究 [D].成都：電子科技大學(xué) ,2020 4 Huang B C J,Duang C design method of therm oelectric cooler [J]. International Journal of Refrigeration,2020,23： 208～ 218 5 簡(jiǎn)棄非 ,梁榮光 ,張勇等 .半導(dǎo)體制冷效率及空間冷量傳遞特性試驗(yàn)研究 .華南理工大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),2020,29(5)： 72～ 75 6 金剛善 ,李彥 ,刁永發(fā) .小空間半導(dǎo)體制冷的實(shí)驗(yàn)研究 .蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào) ,2020,30(3)： 51～ 54 7 Min