大功率激光二極管的精密恒溫制冷系統

論文編號:ZD1203   論文字數:23138,頁數:50  附原理圖

摘要

 這篇論文主要介紹了一種大功率激光二極管的精密恒溫制冷系統，利用半導體制冷器對大功率激光二極管進行制冷和精密溫控，構成全固態制冷系統。本系統使用MCU機作為控制平臺，采用自整定PID算法，采用A/D轉換器對環境溫度進行采樣，數據處理后由LED顯示，人機界面友好，控制精度高，溫度精度可達±0.1℃，激光二極管輸出光功率波動峰峰值小于1.5‰。本論文詳細分析闡述了元件的選擇，電路的設計及相關軟件的設計。并給出了各設計模塊的程序流程圖，實際電路圖等。
 
 
關鍵詞： 模數轉換，數模轉換，單片機，半導體制冷器，自整定PID算法。
 
 
 Abstract
This system uses MPU machine as the control platform, adopting the A/D converter to sample environmental temperature, displaying the data processed through LED. So the man-machine interface is friendly. The error of the temperature controlled which can reach ±0.1℃ is high and the fluctuation of laser diode output is less than 1.5‰. This thesis analyses in detail the choice of the components and parts, the design of the circuit and the relevant software by giving the procedure flow charts of each module and actual circuit diagrams.

Keywords: A/D, D/A, MCU, TEC, PID.
 
目錄
 
前言…………………………………………………………………………………………5
恒溫控制器的性能指標及方案論證…………………………………………6
 系統的性能指標………………………………………………………6
 方案論證………………………………………………………………6
 控制算法的確定………………………………………………………7
硬件系統的設計與芯片的選擇………………………………………………11
硬件系統的設計原則和采用方法…………………………………11
單片機的選擇………………………………………………………12
存儲器的選擇………………………………………………………20
熱敏電阻的介紹……………………………………………………23
A/D及D/A轉換器的選用與設計……………………………………25
恒溫控制系統的設計…………………………………………………………29
 恒溫控制系統及其特點……………………………………………29
 恒溫控制系統的設計…………………………………………………29
 第三節 半導體制冷器和驅動電路……………………………………………35
 第四節 系統的數學模型………………………………………………………39
 第五節 實驗方法和結果分析…………………………………………………40
軟件部分設計…………………………………………………………………43
軟件的分析設計及流程圖…………………………………………43
程序的具體編制……………………………………………………44
結束語……………………………………………………………………………………46
附錄 AT89C51部分程序清單……………………………………………………………47
參考書目…………………………………………………………………………………50
致謝 ………………………………………………………………………………………51