毕业论文 于基adn883及msp43的tec温度控制电路的设计.doc

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1、毕业设计:基于ADN8830的半导体温度控制系统摘要本设计提出一种基于AD公司的热电制冷控制器ADN8830的高性能、高稳定性的TEC控制电路。该电路通过简单的电容、电阻构成的外部PID(比例积分微分)补偿网络，能够使目标温度在30s内稳定在最佳工作点，温度控制精度可0.1℃。控制核心采用MSP430单片机，单片机通过数字温度传感器DS18B20读取当前温度，通过DAC输出电压控制信号给ADN8830来调节流过TEC的电流。实验结果表明该方案具有效率高、功耗低、体积小等优点。关键词：ADN8830

2、;TEC;温度控制;MSP430;PIDVIIIApplicationofADN8830inAutomaticTemperatureControlofTECAbstractAThermo-ElectricCooler(TEC)controlcircuitofhighperformanceandstabilityispresented,whichisdevelopedbyathermoelectriccoolercontroller,namedADN8830,producedbyAnalogDevi

3、cesInc.AnoutsideProportionIntegralDifferential(PID)compensationnetworkconstructedbysimplecapacitancesandresistors,whichcanmakethetemperatureofdetectorreachtheoptimumoperatingpointin30sandtheprecisionofthiscontrolcircuitis0.1℃.TheMSP430microcontrolleri

4、mplementsacontrollerusingadigitaltemperaturesensorDS18B20toreadthecurrenttemperature,adigital-to-analogconverterDAC8571tooutputacontrolsignaltoADN8830whichadjuststhecurrentthroughtheTEC.Theexperimentalresultsshowthatthisschemeoftemperaturecontrolhasth

5、eadvantageofhigheffectiveness,lowpowerandcompactsize.Keywords:ADN8830;TEC;temperaturecontrol;MSP430;PIDVIII目录第一章绪论51.1课题研究背景及意义51.2半导体制冷原理51.3半导体制冷技术的国内外发展71.4论文主要研究内容及章节分布8第二章系统方案设计92.1系统设计要求92.2系统方案设计92.2.1设计方案一92.2.2设计方案二112.2.3方案对比与选择122.3系统方案设计13

6、第三章系统硬件设计163.1引言163.2系统电源设计163.3单片机及其外围电路设计173.3.1单片机MSP430F149及其最小系统的设计173.3.2液晶显示器LCD12864的设计183.3.3独立式按键的设计203.3.4测温电路的设计203.4ADN8830及其外围电路设计213.4.1ADN8830芯片介绍223.4.2温度采集与温度设定电路设计233.4.3选频网络设计263.4.4PID补偿网络设计273.4.5其他外围电路设计293.5功率驱动H桥模块的设计29第四章软件设计

7、324.1引言324.2设计调试环境及工具324.3主程序的设计334.4LCD12864显示子程序的设计404.5时间显示子程序的设计424.6按键子程序的设计44VIII4.7DS18B20子程序的设计454.8DAC8571子程序的设计48第五章实验与验证515.1引言515.2硬件调试525.2.1电源电压稳定性纹波特性测试525.2.2DAC输出精度测试525.2.3H桥输出纹波测试525.2.4满功率工作时通过TEC的平均电流，及TEC两端的电压。525.2.5温度与DAC输出电压关系

8、的标定525.2.6TEC的安装及散热条件测试525.3软件调试535.3.1LCD12864显示实验：535.3.2时间显示程序实验535.3.3按键调试实验545.3.4DS18B20温度采集调试实验545.3.5温度设置功能调试实验555.3.6DAC控制调试实验56第六章总结与展望57参考文献58致谢59附录60系统源代码60VIII第一章绪论1.1课题研究背景及意义由于体积小、功耗低、寿命长和易于调制，半导体激光器(LaserDiode)作为一种新型激光光源已广泛应用于通