基于DSP的恒温控制系统设计与实现.pdf

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1、·6O·《测控技术)2014年第33卷第9期基于DSP的恒温控制系统设计与实现范志永，李英，史佳新(公安部第一研究所，北京102200)摘要：介绍了应用于DNA提取自动化工作站的一种基于DSP(数字信号处理器)的恒温控制系统。针对自动化工作站中敞开式恒温模块的高精度温控要求和纯滞后、易受环境干扰的温控特点，分别对温控系统软硬件进行设计，应用改进的位置式PID控制算法并结合高质量的PID参数整定，实现了对恒温模块的高精度温度控制。实际测试结果表明，在开放式温控环境下，恒温模块的温控精度达到了±0．15oC，具有调温速度快、温控精度高和抗干扰能力强的特点，完全满

2、足DNA提取自动化工作站的设计要求。关键词：DSP；恒温控制；PID算法；铂电阻中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000—8829(2014)09—0060—04DesignandImplementationofConstantTemperatureControlSystemBasedonDSPFANZhi—yong，LIYing，SHIJia—xin(FirstResearchInstituteofTheMinistryofPublicSecurityofPRC，Beijing102200，China)Abstract：Akindofcons

3、tanttemperatureeontrolsystembasedonDSPisintroduced，whichisappliedtoDNAextractionautomationworkstation．Accordingtothehightemperaturecontrolprecisionrequirementoftheopentypethermostatmoduleintheautomationworkstation，aswellasthecharacteristicsofpuretime-delayandeasi—lyinterferedbythee

4、nvironment，thehardwareandsoftwareofthetemperaturecontrolsystemaredesigned．ByusinganimprovedmethodforpositiontypePIDalgorithmandcombiningwiththehighqualityofthePIDpa—rameterstuning，thehigh-precisiontemperaturecontroltargetsofthermostatmoduleareachieved．Intheopentypethermostatenviron

5、ment．actualtestresultsshowthatthetemperaturecontrolprecisionis±O．15oC．Thissystemhasfastcontrolspeed，highcontrolprecisionandstronganti-interferenceability，whichcompletelymeetsthedesignrequirementsoftheDNAextractionautomationworkstation．Keywords：DSP；constanttemperaturecontrol；PIDalgo

6、rithm；platinumresistanceDNA提取自动化工作站是运用生化技术对生物目前，传统的温控系统通常采用单纯的模拟电路，性检材进行批量处理的全自动工作平台。它的应用极通过硬件电路来实现PID控制J，但是这种温度控制大地提高了法医DNA多态性分析的效率，在DNA数方法难以调整参数和记录，且易于引入噪声；以传统的据库建设过程中发挥着重要作用⋯。应用DNA提取单片机为核心的数字控制则可以弥补模拟控制中的不自动化工作站对DNA样品进行预处理过程中，为了提足J，但其存在运算速度慢、硬件资源有限J、数据高DNA提取纯度，需要恒温模块反复对样品进行加热实时处

7、理能力差等缺点。而随着微处理器的快速发以便使DNA充分溶解并挥发其中的有机试剂，而温度展，具有更强处理能力的DSP芯片，以其运算速度快、的高低与温度的波动对DNA的提取影响很大J。因实时性强、功耗低、抗干扰能力强等特点逐步成为控制此，需要一个准确、稳定的温度控制系统，才能取得满领域的主流选择。笔者采用DSP芯片作为核心控制单元，应用其片上集成的丰富硬件资源，设计并实现意的DNA提取结果。了一种温度调节速度快、温控精度高、抗干扰能力强的恒温控制系统。收稿日期：2013—10—14基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2008BAK45BO1)1系统设计作者简介：

8、范志永(1979一)，男，河北满城人，本科，工程师，