大功率激光二极管的精密恒温制冷系统

论文编号:ZD1203   论文字数:23138,页数:50  附原理图

摘要

 这篇论文主要介绍了一种大功率激光二极管的精密恒温制冷系统，利用半导体制冷器对大功率激光二极管进行制冷和精密温控，构成全固态制冷系统。本系统使用MCU机作为控制平台，采用自整定PID算法，采用A/D转换器对环境温度进行采样，数据处理后由LED显示，人机界面友好，控制精度高，温度精度可达±0.1℃，激光二极管输出光功率波动峰峰值小于1.5‰。本论文详细分析阐述了元件的选择，电路的设计及相关软件的设计。并给出了各设计模块的程序流程图，实际电路图等。
 
 
关键词： 模数转换，数模转换，单片机，半导体制冷器，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.
 
目录
 
前言…………………………………………………………………………………………5
恒温控制器的性能指标及方案论证…………………………………………6
 系统的性能指标………………………………………………………6
 方案论证………………………………………………………………6
 控制算法的确定………………………………………………………7
硬件系统的设计与芯片的选择………………………………………………11
硬件系统的设计原则和采用方法…………………………………11
单片机的选择………………………………………………………12
存储器的选择………………………………………………………20
热敏电阻的介绍……………………………………………………23
A/D及D/A转换器的选用与设计……………………………………25
恒温控制系统的设计…………………………………………………………29
 恒温控制系统及其特点……………………………………………29
 恒温控制系统的设计…………………………………………………29
 第三节 半导体制冷器和驱动电路……………………………………………35
 第四节 系统的数学模型………………………………………………………39
 第五节 实验方法和结果分析…………………………………………………40
软件部分设计…………………………………………………………………43
软件的分析设计及流程图…………………………………………43
程序的具体编制……………………………………………………44
结束语……………………………………………………………………………………46
附录 AT89C51部分程序清单……………………………………………………………47
参考书目…………………………………………………………………………………50
致谢 ………………………………………………………………………………………51