【毕业论文】基于单片机的电暖器模糊控制系统的设计与研究word文档（ 10页）

参考文献郑小兵，吴浩宇，章骏平等高精度光辐射定标和标准传递方法科学通报郑小兵，吴浩宇，章骏平等不确定度优于绝对光谱响应率标准探测器光学学报李照洲，郑小兵，吴浩宇等高精度光谱辐射标准探测器温度特性研究光学学报何立民单片机应用技术选编北京北京航引言辐亮度标准探测器是基于探测器辐射定标中关键组成部分，其光学核心部件滤光片辐射计响应度受温度变化影响较大。

为了保证辐亮度标准探测器精度和稳定性。

本文设计了种基于单片机精密温度控制系统。

该系统具有精度高体积小稳定性好特点，应用前景广阔。

系统硬件设计本文所设计精密温控系统主要由数字温度传感器单片机位转换器半导体制冷器大电流驱动键盘显示屏和串通讯电路组成。

其原理框图如图所示。

图系统硬件结构框图单片机根据测得被控对象滤光片辐射计温度。

与设定置相比较，经过控制算法调整输出电压，进而控制半导体致冷器进行制冷或加热实现被控对象恒温，同时由显示屏实时显示当前温度。

各主要模块简介如下数字式温度传感器是美国半导体公司生产新代数字式温李晓伟硕士研究生基金项目国家自然科学基金资助项目度传感器，采用封装。

它具有独特单总线接方式，将地址线数据线控制线复用为根信号线输入输出均为数字信号。

这使得其与单片机接口变得十分简单，克服了模拟式传感器与微机接口时需要转换器及其它复杂外围电路缺点。

由它组成温度测控系统非常方便，而且成本低体积小可靠性高。

主要性能指标测温范围，测量最高分辨率为，这是本系统实现控制精度要求关键无需任何外围元件，可以直接输出温度值位串行数字量温度转换最大时间为用户可以设定报警温度，存储于中。

位数模转换芯片本系统所选用数模转换器是美国公司生产。

这是种带有片载内置输出放大器和基准电压源位低功耗并行转换器。

其数据输出建立时间只需。

位数据以高位和低位分两次写入输入锁存器。

在双极性供电模式下，能产生输出电压。

考虑到温控摸块中半导体致冷器件工作时需要双极性电压特点，这里选择双极性供电工作模式。

大电流驱动由图温控系统框图可以看到。

位芯片输出电压信号要送往半导体致冷器，通过控制流过致冷器电流大小进而控制滤光片温度高低。

但从输出电压信号，其电流驱动能力不够强。

因此需要加入电流驱动电路。

设计中我们选用公司大电流驱动集成芯片它可以提供峰值达连续驱动电流。

本系统采用双极性供电模式，以配合转换器双极性输出。

驱动半导体致冷器实现加热或制冷。

半导体致冷器基于效应热电致冷器是由多对热电致冷对在电气上串联在热传导上并联组成，如图所示。

热电对由铋碲化合物掺杂形成型和型半导体构成，它们与铜片相接，铜片则与电气上绝缘而导热良好瓷板相连接。

单个这样器件嗽邮局订㈣元万方数据单片机开发与应用中文核心期刊微计算机信息嵌入式与年第卷第期两端温差最高可达。

，串联多层使用可提高温差，并联使度控制在设定值附近上下波动，随着循环次数增加，波动幅度用则可增加泵热能力。

会逐渐减小到很小量。

直至达到控制要求。

为了加快控制直流电源图器件工作原理热电致冷器件特别适合于小热量和受空间限制温控领域。

改变加在器件上直流电极性即可变致冷为加热而吸热或放热率则正比于所加直流电流大小。

温控器设定温度可以在个较宽范围内任意选择可选择低于或高于环境温度。

在本系统中我们选用了天津蓝天高科电源有限公司生产半导体致冷器件其最大温差电压最大温差电流最大致冷功率。

其它部分系统采用星公司生产真空荧光数码显示屏用来实时显示当前温度。

以观察控制效果。

键盘和串行通信接口用来设定控制温度和调整参数。

系统电路原理图如图所示。

图系统电路原理图系统软件设计系统开始工作时。

首先由单片机控制软件发出温度读取指令，通过数字温度传感器采样被控对象当前温度值并送显示屏实时显示。

然后将该温度测量值与设定值比较，其差值送控制器。

控制器处理后输出定数值控制量。

经转换为模拟电压量，该电压信号再经大电流驱动电路，提高电流驱动能力后加载到半导体致冷器件上。

对温控对象进行加热或制冷。

加热或制冷取决于致冷器上所加电压正负。

若温控对象当前温度测量值与设定值差值为正则输出负电压信号，致冷器上加载负电压温控对象温度降低反之，致冷器上加载正向电压，温控对象温度升高。

上述过程温度采样计算温差调节信号放大输出周而复始最后将温控对象温，在进入控制前加入了段温差判断程序。

当温度差值大于设定阈值时，系统进行全功率加热或制冷，直到温差小于才进入控制环节。

图为系统工作主程序软件流程图图系统主程序流程图结论本文设计基于单片机数字控制精密温度控制系统，在实际应用中取得了良好控制效果。

温度控制精度达到。

经小时连续运行考验。

系统工作稳定。

有效地降低了辐亮度标准探测器温度系数。

使辐亮度标准探测器在温度变化较大环境中也能保持其高精度，为实现基于探测器高精度辐射定标广泛应用奠定了基础。

本文作者创新点在原来基于温控系统基础上，设计了由单片机数字式温传感器和半导体致冷器组成精密温度控制系统。

该温控系统应用为高精度光辐射测量仪器辐亮度标准探测器小型化智能化提供了有利条件。

参考文献郑小兵，吴浩宇，章骏平等高精度光辐射定标和标准传递方法科学通报郑小兵，吴浩宇，章骏平等不确定度优于绝对光谱响应率标准探测器光学学报李照洲，郑小兵，吴浩宇等高精度光谱辐射标准探测器温度特性研究光学学报何立民单片机应用技术选编北京北京航片机温度控制系统中实现，并介绍了以单片机为核心控制系统硬件与软件设计。

并对所研制烘干箱测取了组实验数据，实验结果与仿真研究基本吻合，证明了用模糊自整定实现温度控制效果比较理想。

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