基于单片机的半导体制冷恒温控制系统的设计

基于单片机的半导体制冷恒温控制系统的设计(任务书,开题报告,论文说明书18000字)
摘 要
半导体制冷是新兴的一种热电制冷方式，利用半导体制冷材料通过直流电时会降低温度的原理进行制冷。本次毕业设计的是半导体制冷恒温控制系统，系统的主要控制模块采用的是AT89S52单片机，结合温度采集部分、温度设定显示部分、按键控制部分和功率驱动部分组成整个温控系统。其中，对于目标环境的温度采集部分选用温度传感器DS18B20进行环境温度的检测，然后把检测的温度信号传递到单片机中，在单片机内进行数据的运算处理后，将最终的控制信号进行输出，信号经过数/模转换部分进行变换，再由驱动电路对控制信号放大驱动，从而驱动半导体制冷片工作，同时温度采集电路对目标环境的温度持续进行实时信号反馈，从而达到系统的恒温控制作用。系统的显示电路可以将设置的恒定温度显示在显示屏上，按键控制模块可以对设定温度进行增大、减小的操作。在本系统中，采用PID控制算法作为整个控制的中心部分，不仅算法的设计较为简单，更能够进行稳定的控制，可应用性极高。

关键词：单片机；温度控制；半导体制冷；PID；温度传感器
 
Abstract
Semiconductor refrigeration, also known as thermoelectric refrigeration, is a type of refrigeration that produces a low temperature when a semiconductor cooling material passes through a direct current. In this paper, the main design semiconductor refrigeration temperature control system, using AT89S52 single chip microcomputer as the core processor, connect the temperature control system of temperature acquisition module, display module, the key control module and driving module. Temperature acquisition module uses DS18B20 as temperature sensor, the temperature signal collect target environment and passed to the single chip microcomputer, through the system of internal control algorithm for processing, the single chip microcomputer output control signal, through driving circuit to drive, the semiconductor refrigeration refrigeration material, at the same time temperature real-time signal acquisition circuit feedback, so as to achieve the thermostatic control function of system. In this case, the system can display the constant temperature of the Settings on the display, and the keypad control module can be used to increase and reduce the temperature. In this system, the PID control algorithm is the central part of the whole control, not only the design of the algorithm is simple, but also can be controlled in a stable way.

Key Words：Singlechip；Temperature control；Semiconductor refrigeration；PID； Temperature sensor
 

目录
第1章绪论    1
1.1 课题的研究背景和意义    1
1.2 半导体制冷技术的原理    1
1.3 半导体制冷的优越性和发展前景    2
第2章系统整体设计方案    3
2.1 半导体制冷恒温控制系统的系统框图    3
2.2 系统温度传感器的确定    3
2.3 半导体制冷片型号的选择    4
2.4 单片机型号的确定    4
2.5 显示模块的确定    5
2.6 核心控制算法的确定    5
第3章系统的硬件设计    8
3.1 系统硬件设计框图    8
3.2 温度采集模块设计    9
3.2.1 温度传感器DS18B20功能介绍    9
3.2.2 温度传感器DS18B20工作方式    10
3.2.3 温度采集电路设计    10
3.3 系统显示电路的设计    10
3.3.1 数码管工作原理    10
3.3.2 显示模块电路设计    12
3.4 按键控制电路设计    13
3.5 D/A转换模块设计    14
3.5.1 TLC5615芯片工作原理    14
3.5.2 D/A转换电路    16
3.6 功率驱动电路设计    16
第4章系统的软件设计    19
4.1 系统主程序设计    19
4.2 温度采集程序设计    20
4.3 按键控制程序设计    22
4.4 温度PID控制算法设计    24
第5章控制系统PID算法仿真    27
5.1 PID参数整定方法    27
5.2 PID参数整定与仿真    28
第6章总结    33
致谢    34
参考文献    35