【正文】 } while (1)。 //將Tc傳送到Tvoid l_start(void) bit I_send(byte l_j)byte l_receice(void) InitLCD() 。 } Tc=P1^0。 for(i=0。 unsigned char xx[]={128640}, i。 delay()。 delay()。 P0=0xff。 E=0。P0=dat。 delay()。 RW=0。i++) for(j=0。sbit RS=P2^2。 flag1=0。 scl=0 } else { sda=1。 } scl=0。 scl=0。 sda=1。 scl=0。 } sda=1。 l_data=l_data1。 } bit I_send(byte l_data) //字節(jié)數(shù)據(jù)傳送子程序 { data byte i。 } void l_start(void)//發(fā)送I2c總線起始條件子程序 { sda=0。 { data byte i。 idate byte rome_rec[7]。最后，我要借此機會向所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學和朋友一并表示謝意。從論文選題、課題研究到論文撰寫，整個過程都得到了焦教授的悉心指導和幫助，實際上，焦老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的科學態(tài)度、寬廣深厚的學術(shù)功底、敏銳的洞察力、對事業(yè)孜孜不倦地追求精神以及寬以待人的寬闊胸懷，體現(xiàn)了當代學者的風范，都使我受益匪淺。【13】李茜，半導體激光器溫度控制系統(tǒng)的研究[D]，燕山大學2010（5）?！?】郭天翔，新概念51單片機C語言教程—入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略[M]，電子工業(yè)出版社2008：26——181?！?】王肖飛，伊紅晶，錢龍生， 半導體激光器溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計[C]，吉林大學學報2005（3）。本章總結(jié)性的介紹了在設(shè)計過程中的一些問題和以后研究的方向。(7) 將半導體激光器的溫度控制部分的測量電阻更覺貼近半導體激光器，使測量溫度更加靠近激光器的實際溫度，防止測量端與激光頭距離過長測量不準。(3) 據(jù)信，℃，因此，我們的目標也將建立在趕超國際先進技術(shù)方面?zhèn)取Ｓ捎谧髡吣芰Αr間和實際條件的一些限制，課題在半導體激光器溫度傳感和控制方面還存在很多不足，有很多值得改進的地方：(1) 課題的溫度傳感部分中，在測量小信號時不可進免地受到干擾，這來自電路中元器件自身的干擾、電源干擾和熱干擾等等。通過上述工作的進行，對半導體激光器溫控制系統(tǒng)進行了分析設(shè)計。（4） 課題中采用了自動控制的方法對溫度進行了控制，采用了自動對TEC進行控制的LTC1923對半導體制冷硅進行控制。它其有體積小、重量輕、輸入電壓小、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、轉(zhuǎn)換效率高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用安全、易于調(diào)制等有利因素，但其受自身工作發(fā)熱溫度的影響，使得其輸出特性和使用壽命指標降低。主程序一運行，顯示單元（LCD12864），顯示“LD溫度控制系統(tǒng)” ；然后對PCF8563進行初始化；這樣系統(tǒng)的器件都進行完初始化后，我們就可以對系統(tǒng)進行測量，促使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。對于本課題LD溫控系統(tǒng)來說，系統(tǒng)控制與下面4點有關(guān)：(1)LD的測量值與設(shè)定值之間的偏差；(2)每次檢測后偏差的變化；(3)偏差變化的速率；(4)控制器的輸出量。微控制器通過硬件中的輸入輸出通道，來收集與發(fā)送控制信息，微控制器軟件則是對控制信息進行準確的邏輯識別、判斷及執(zhí)行。作為智能控制用的微控制器，軟件更是控制系統(tǒng)的大腦，所有的控制信息都由軟件組成與實現(xiàn)。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。Keil C51 181。另外由于單片機本身不能上電復位，需要一個簡單的上電復位電路，以及和上位機通訊的MAX232接口，其外部電路圖如下圖。方便使用，具有以下的優(yōu)點：l MCS52系列單片機兼容的內(nèi)核l 最高工作頻率可達16MHz的片內(nèi)振蕩器及時鐘電路l 3個16位定時器/計數(shù)器l 62k片內(nèi)FLASH/EEROM存儲器l 4k片內(nèi)FLASH/EERAM存儲器l 2k片內(nèi)數(shù)據(jù)XRAM存儲器l 可尋址16MB外部RAM存儲器和64K外部ROM存儲器l 采樣速率247kSPS 8通道12位ADCl 2通道電壓型12位DAC,2通道16位PWM/SDDACl 具有12個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)l UART、I2C、SPI串行接口，Watchdog Timer等l 專用波特率發(fā)生器Timer3，由于上述優(yōu)點，使ADUC831單片機的使用更加方便、容易，外部不需要別的數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片，可以直接與控制芯片相連。 微控制器，亦稱單片機或者單片微型計算機。（3）SS引腳與地之間接一個電容可實現(xiàn)軟啟動，以遏制電路啟動時的浪涌電流。芯片工作在較高的開關(guān)頻率下，可以用更小的電感和電容，從而減少PCB板的面積、降低成本。 LTC1923功能框圖LTC1923可以提供自由工作模式和同步模式(多個1923一起工作)。 制冷/制熱系統(tǒng)框圖電容組成的網(wǎng)絡(luò),可以對回路進行補償。，單片機根據(jù)測量電路把信號傳到LTC1923中，LTC1923根據(jù)測量的電位信號控制半導體制冷器（TEC），半導體制冷器進行相應(yīng)的運轉(zhuǎn)，LTC1923不斷的進行這種往復的控制，從而使半導體激光器穩(wěn)定在需要的溫度。在工作點所對應(yīng)的性能系數(shù)為17%，因而由式（）可知總熱耗散功率為34W。（） 半導體熱電制冷模塊從熱負載抽運熱量的速度取決于模塊所含TEC的數(shù)量、通過電流的大小模塊的平均溫度及兩端的溫差。有些甚至要求將TEC和激光器同時采用T0封裝，這就要求TEC的體積非常小。一對電偶產(chǎn)生的熱電效應(yīng)很小，故在實際中都將上百對熱電偶串聯(lián)在一起，所有的冷端集中在一邊，熱端集中在另一邊，這樣生產(chǎn)出用于實際的致冷器。所謂珀爾帖效應(yīng)，是指當直流電流通過兩種半導體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現(xiàn)象?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示84個(1616點陣)漢字。即64*64液晶屏的點陣信息存儲在8個存儲頁中，每頁64個字節(jié)，每個字節(jié)存儲一列(8行)點陣信息。每個存儲單元存儲8個液晶點的顯示信息。由于多數(shù)液晶顯示模塊的驅(qū)動電路是由一片行驅(qū)動器和兩片列驅(qū)動器構(gòu)成，所以12864液晶屏實際上是由左右兩塊獨立的64*64液晶屏拼接而成，每半屏有一個512*8 bits顯示數(shù)據(jù)RAM。每個顯示點對應(yīng)一位二進制數(shù)，1表示亮，0表示滅。，滿足使用的要求。AD780在40到+。AD780是ANALOG Device公司生產(chǎn)的低功率，低負載電壓輸出的電壓源。對本溫度控制系統(tǒng)，由于測量與控制范圍在20~ 30℃，%℃，遠遠低于系統(tǒng)的要求測量精度。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的。它主要用于對溫度和溫度有關(guān)參數(shù)檢測與控制。由于溫度是非電量，因此，對溫度的檢測與控制需使用傳感器或溫度敏感元件。 溫度采集系統(tǒng)的硬件構(gòu)成溫度是一個很重要的物理量，自然界中任何物理、化學過程都緊密地與溫度相聯(lián)系。本章講述了常用的溫度控制方法及本課題溫度控制的原理，對不同系統(tǒng)進行了分析最終得出本課題溫度控制的方案。 利用單片機為控制核心，以半導體溫度傳感器為測溫部件，以TEC為制冷/制熱部件構(gòu)成的系統(tǒng)，來對半導體激光器泵浦的固體激光器進行溫度控制具有以下優(yōu)點：(l) 所采用的ADUC831單片機有體積小，價格低，性能好等優(yōu)點，半導體傳感器有精度高，價格便宜，體積小的優(yōu)點，半導體制冷器有體積小，制冷效率高，易于控制的優(yōu)點，以上等因素減小了系統(tǒng)體積，降低了系統(tǒng)造價，提高了測量精度和控制精度。因為數(shù)字形式的控制信號遠比模擬控制信號的抗干擾能力強，所以目前在要求控制精度高的場合下，大量使用數(shù)字控制系統(tǒng)，但數(shù)字控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比連續(xù)控制系統(tǒng)復雜。 LD溫度控制系統(tǒng)的方案設(shè)計 .1 LD溫度控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。這當然不能適應(yīng)高精度測T的要求。除此之外，還存在自熱升溫、引線電阻、零點遷移等因素。制冷器的驅(qū)動方式有幾種，其中有一種是用繼電器驅(qū)動制冷器，但繼電器體積大，很占空間；還有一種辦法是場效應(yīng)管來驅(qū)動，相對于電磁繼電器來說，場效應(yīng)管很小，大多經(jīng)常采用此種方法。應(yīng)為數(shù)字控制的精度遠遠高于模擬控制的抗干擾性。圖中偏差量經(jīng)控制器調(diào)整后，輸出控制量控制被控對象的溫度，被控對象的溫度再由傳感元件負反饋到偏差量中，進而實時調(diào)整控制被控對象的溫度由于加入負反饋，大大提高了系統(tǒng)的控溫精度與控溫范圍?？貙ο蟮臏囟取榱思皶r地將制冷器所抽運的熱功率散發(fā)出去，對大功率半導體激光器還需配有與制冷器有良好熱接觸的散熱器。大的熱容量有利于熱穩(wěn)定性，但也給迅速變化的溫度控制帶來困難。對閾值電流很小(10mW)，斜率效率高而輸出功率又小(10mA)的低功率半導體激光器(如光纖通信中所使用的激光器)，可以直接通過熱沉和管殼與周圍環(huán)境進行熱交換而能保持激光器的穩(wěn)定工作。第三章 常用的控制原理及方案從古至今，溫度可以說和人們生活最為密切了，在古代由于科技限制，人們的大部分活動只能被動接收大自然的溫度，古代煉鐵中的風冷以及瓷器制作中的水冷，可以說是人類最早控制溫度的活動了。 溫度和功率(電流)引起波長紅移 影響半導體激光器線寬△υ0來自于下面三方面：(l)有源區(qū)中載流子數(shù)的統(tǒng)計起伏或?qū)c價帶中載流子占據(jù)態(tài)的熱起伏；(2)調(diào)頻噪聲譜中的1/f噪聲；(3)多模激光器中由模式競爭引起的交叉藕合或拍頻。 溫度對半導體激光器縱模譜的影響半導體激光器的模式分為空間模和縱模(軸模)。由于晶格匹配要求的限制，即使在允許晶格失配率較大的應(yīng)變超晶格中，也只能使和在一有限的數(shù)值范圍內(nèi)，其值的大小以及和與異質(zhì)結(jié)構(gòu)兩邊帶隙的比率取決于構(gòu)成異質(zhì)結(jié)材料的電子親和勢。半導體激光器有源層材料的禁帶寬度(相應(yīng)的激射波長)對俄歇復合速率產(chǎn)生決定性的影響，因而長波長(如光纖通信的1300nm、1550nm窗口)半導體激光器相對于短波長半導體激光器有嚴重得多的俄歇復合，其中以CHHS俄歇復合隨溫度的變化尤為明顯。它是表征半導體激光器溫度穩(wěn)定性的重要參數(shù)，稱為特征溫度，它取決于激光器的材料和器件結(jié)構(gòu)。溫度升高，半導體激光器的閾值電流密度或閾值電流升高，增大的幅度隨不同激光器的材料體系和器件結(jié)構(gòu)而異。理想情況下，半導體激光器的P—I關(guān)系是線性曲線，溫度的變化將引起激光二極管的P—I特性曲線非線性崎變，這對于調(diào)制激光二極管不利。若不能及時散熱，就會使芯片溫度急劇升高，輸出功率嚴重下降，并影響使用壽命。由于LD有源層材料的禁帶寬度隨著溫度升高而變窄，使波長漂移，移動量與器件的結(jié)構(gòu)和有源區(qū)材料有關(guān)，～℃，在電流恒定的情況卜，溫度侮升高1℃，～。脈沖峰值功率凡與占空比下f之積為平均光功率。常將具有高占空比的脈沖工作方式稱為準連續(xù)(QCW)。如不將所產(chǎn)生的熱量移去，將造成一種惡性循環(huán)，使激光器很快失效。在這種簡單的三層結(jié)構(gòu)中，～，在圖2. ，施加正向電壓使PN結(jié)正向偏置，電子和空穴分別從N型和P型區(qū)域注入，因為存在由帶隙差產(chǎn)生的異質(zhì)結(jié)勢壘，注入到有源層中的電子和空穴沒有擴散，而是被限制在很薄的有源層中，這樣就容易實現(xiàn)粒子束反轉(zhuǎn)，為有效地進行光受激輻射放大提供了有利的條件?！?4um之間，其波長范圍決定于所用材料的能帶間隙。 半導體激光器的工作原理半導體激光器是一種以直接帶隙的半導體材料構(gòu)成的PN結(jié)或PIN結(jié)為工作物質(zhì)的小型化激光器。本章節(jié)主要講述了半導體激光器溫度控制的及半導體溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，簡明扼要的講述了半導體激光器的研究現(xiàn)狀，從國內(nèi)外的研究情況入手，分析了激光器溫度控制的研究方向，為后文的設(shè)計指定了一個方向。（3）功能繁多，綜合測量，并且具有標準的輸入輸出接口，便于和其他設(shè)備互聯(lián)。目前，隨著計算機技術(shù)，傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，溫度控制系統(tǒng)也有了很大的變化。 鞍山核心電子技術(shù)有限公司研制出超低噪聲電源:具有可變恒流輸出特性(可變電流值100mA、200mA、250mA、500mA、1A)。除此之外還有中國科學院安徽光學精密機械研究所利用數(shù)字式溫度傳感器DS18B20制造了大功率半導體激光器恒溫致冷系統(tǒng)，控溫精度達到177。 國內(nèi)專門生產(chǎn)用于保持激光器恒溫的控制器比較少，產(chǎn)品基本為時間比例調(diào)節(jié)、固定參數(shù)PID調(diào)節(jié)等。增加了GPIB/IEEE488接口，能實現(xiàn)和微機的雙向通訊。更重要的是，它的緊湊式設(shè)計允許被集成到分析儀器當中，開辟了在生物光學和光譜學領(lǐng)域的新應(yīng)用。該款激光器的激光輸出功率高達 50mW，能發(fā)射波長為515nm的真綠光線。今后，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，市場對光纖通信器件的需求量將會越來越大。國外的溫控設(shè)備比較先進，多為功能齊全的智能化產(chǎn)品，價格也非常昂貴，我們在資金缺乏的情況下，也可以研制開發(fā)自己的半導體激光器泵浦的固體激光器的溫度數(shù)字控制系統(tǒng)。LD的問