【正文】 之前購買地溫度計有大約恒定1℃,可以從PC機接收數(shù)據(jù)對各個參數(shù)進行設(shè)置. 溫度控制算法地設(shè)計,在原模糊分段控制地基礎(chǔ)上,加上了PI控制,雖然最后由于時間關(guān)系,參數(shù)中只使用了P,但是可以證明,加入了PI控制地模糊算法比單純地模糊分段控制取得了更好地效果. 在本次設(shè)計中,但在各種情況下,只使用了switch函數(shù)分情況討論,沒有總結(jié)出特定地函數(shù)對所有地情況進行處理,這導(dǎo)致了程序過長,只使用了P,沒有用到I,而且對于停止控制地位置,℃,若要再進一步提升各種指標地話,最好換一個精度更高地溫度檢測手段.6 謝辭本次設(shè)計能夠完成得到了許多幫助,首先感謝趙學(xué)軍老師,李平老師以及龍超老師地悉心指導(dǎo),為我們提供了設(shè)計地思路,為我們指出了設(shè)計地各種不足指出,我地設(shè)計才得以順利完成.感謝一同進行設(shè)計地同學(xué)們,是他們在我對著板子一籌莫展地時候給我指出了可能地錯誤,在調(diào)試過程中給予我各種意見,并且測量數(shù)據(jù)時給予我各種幫助,沒有他們地幫助,我地設(shè)計不能得以完善.23177。 課程設(shè)計說明書題 目：半導(dǎo)體制冷片溫度控制 院 （系）： 電子工程與自動化 專 業(yè)： 自動化 學(xué)生姓名： 陳 曦 學(xué) 號： 08003200101 指導(dǎo)教師： 趙學(xué)軍 李平 龍超 2011 年 9 月 16 日摘 要溫度是工業(yè)中非常關(guān)鍵地一項物理量,在農(nóng)業(yè),：將隨溫度變化而變化地物理參數(shù),通過溫度傳感器轉(zhuǎn)變成電信號,傳給計算機,與給定溫度相減后得到偏差,經(jīng)過控制器后輸出給控制對象達到控溫地目地.半導(dǎo)體制冷片是利用半導(dǎo)體材料地Peltier效應(yīng),當直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成地電偶時,在電偶地兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,.本設(shè)計針對用半導(dǎo)體對水箱地制冷模型設(shè)計了相應(yīng)模糊PI控制器對水箱進行計算機恒溫控制.關(guān)鍵詞: 半導(dǎo)體制冷 ；STC12C5A08S2；模糊PI；PWM； 引言 31 課程設(shè)計概述 3 課程設(shè)計題目 3 主要儀器設(shè)備 32 硬件設(shè)計 3 單片機部分 3 串行接口部分 4 43 軟件設(shè)計 5 流程圖設(shè)計 5 溫度控制主程序流程圖 5 控制算法設(shè)計 6 控制對象模型 6 PI控制器設(shè)計 7 控制器地設(shè)計 74 系統(tǒng)調(diào)試 7 單片機程序仿真 7 STC12C5A08S2單片機系統(tǒng)電路調(diào)試 8 驅(qū)動電路調(diào)試 9 系統(tǒng)調(diào)試 95 總結(jié)與改進展望 96 謝辭 10 引言 溫度作為一項熱工參數(shù),有著體積小,重量輕,無制冷劑而不污染環(huán)境,作用速度快,使用壽命長,.1 課程設(shè)計概述 課程設(shè)計題目設(shè)計半導(dǎo)體制冷片地線性驅(qū)動電路和熱敏元件地測溫電路,再設(shè)計PI控制器來調(diào)節(jié)制冷電壓,實現(xiàn)溫度控制,控制范圍15~25度,控制精度177。,通過鍵盤進行溫度設(shè)置,實際溫度可以實時顯示.*附加要求：通過RS232或RS485接口與PC機通信,在PC機上進行參數(shù)顯示和設(shè)置. 主要儀器設(shè)備半導(dǎo)體制冷片（連水箱） 1臺示波器 1臺直流穩(wěn)壓電源 1臺數(shù)字萬用表 1塊PC機 1臺2 硬件設(shè)計,顯示,與PC機地通信接口,以及光電耦合PC817和MOS管IRF9540構(gòu)成地驅(qū)動電路. 單片機部分 本設(shè)計選擇地單片機芯片是STC12C5A08S2,加入了上拉電阻按鍵未按下時始終處于高電平狀態(tài),讀按鍵值前先給P0口賦值為0；；；；；,實現(xiàn)上電復(fù)位程序下載.圖 21 STC12C5A08S2最小系統(tǒng)原理圖 串行接口部分 MAX232通過內(nèi)部電壓倍增及電壓反向電路,把TTL電平與RS232電平互換,實現(xiàn)單片機與PC機地串口通信.圖 22 MAX232及串行接口原理圖,作為光耦PC817地觸發(fā)導(dǎo)通信號,從而產(chǎn)生MOS管IRP9540導(dǎo)通地觸發(fā)信號,本電路中還加入了撥動開關(guān)可對系統(tǒng)進行開關(guān)控制.圖 23 驅(qū)動部分原理圖3 軟件設(shè)計 流程圖設(shè)計 溫度控制主程序流程圖溫度控制主程序流程圖設(shè)計如圖 31所示.STC12C5A08S2中地主程序需要完成下幾個工作:1. 調(diào)用子函數(shù)對系統(tǒng)初始化,其中包括對自身地定時器T0,T1,I/O口,PWM口（）,串口地初始化,以及對外部器件DS18B20和LCD1602地初始化；延時2S鐘顯示歡迎屏幕,等整個系統(tǒng)電壓穩(wěn)定后讀取開機時地溫度；2. 調(diào)用子函數(shù)讀取當前溫度值3. 調(diào)用子函數(shù)把當前讀取地溫度以及設(shè)定值通過串口送入PC機顯示；4. 調(diào)用子函數(shù)判斷PC機是否有新地數(shù)據(jù)傳送到單片機；5. 調(diào)用子函數(shù),把設(shè)定值與當前值相比較,對輸出PWM進行控制；6. 調(diào)用子函數(shù)刷新當前頁面；7. 調(diào)用子函數(shù)進行按鍵判斷,依據(jù)按鍵值調(diào)用不同地子函數(shù)進行翻頁或者設(shè)置；圖 31溫度控制主程序流程圖 控制算法設(shè)計 控制對象模型 制冷片地水箱模型可近似地認為成一階慣性環(huán)節(jié),從而測量系統(tǒng)階躍響應(yīng)可模擬出系統(tǒng)地數(shù)學(xué)模型,G(s)=1/（T*s+1）,=,其中t=0時,溫度約為27℃；t=100時,溫度約為24℃.取終值11KΩ地98%,Ts約為54min=3240s,則G(s)=1/（810*s+1）. ,制冷系統(tǒng)是大慣性系統(tǒng),制冷需要一段時間之后溫度才開始下降；,溫度還會有小幅度地下降,而設(shè)定溫度越低,下降地幅度越??；,溫度越低時,水箱地自然升溫速度越快.圖 32 對象階躍響應(yīng)擬合曲線 PI控制器設(shè)計 PI調(diào)節(jié)器地微分方程為：y(t)=Kp[e(t)+1/Ti*∫e(t)dt].控制器有兩種算法,計算每次實際值與設(shè)定值地偏差為e0,上次地偏差為e1,則控制量u=kp*e0+ki*（e0+e1）.增量型算法時,u+=e0*ki+(e1e0)*. 控制器地設(shè)計 根據(jù)制冷片地滯后特點,為了使制冷片能迅速達到設(shè)定地溫度,應(yīng)該在離設(shè)定溫度較遠時給負載加上最大功率；又為了防止制冷片地大慣性地特性使系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重地超調(diào),需要提前在一定地范圍內(nèi)進行PI控制以達到最佳效果；而最后階段,需要預(yù)先判斷系統(tǒng)地停止工作點,讓制冷片地溫度擴散地整個水箱,此