基于ADN8830及MSP430的TEC温度控制电路的设计_毕业设计.doc

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来调节过TEC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：ADN8830TEC; 温度控制MSP430; PID Application of ADN8830 in Automatic Temperature Control of TEC Abstract A Thermo- Electric Cooler (TEC) control circuit of high performance and stability is presented, which is developed by a thermoelectric cooler controller, named ADN8830, produced by Analog Devices Inc. An outside Proportion Integral Differential (PID) compensation network constructed by simple capacitances and resistors, which can make the temperature of detector reach the optimum operating point in 30s and the precision of this control circuit is 0.1℃. The MSP430 microcontroller implements a controller using a digital temperature sensor DS18B20 to read the current temperature, a digital - to- analog converter DAC8571 to output a control signal to ADN8830 which adjusts the current through the TEC. The experimental results show that this scheme of temperature control has the advantage of high effectiveness, low power and compact size. Keywords: ADN8830;TEC;temperature control;MSP430;PID 目 录 第一章 绪 论 5 1.1课题研究背景及意义 5 1.2半导体制冷原理 5 1.3 半导体制冷技术的国内外发展 7 1.4论文主要研究内容及章节分布 8 第二章 系统方案设计 9 2.1 系统设计要求 9 2.2系统方案设计 9 2.2.1设计方案一 9 2.2.2 设计方案二 11 2.2.3 方案对比与选择 12 2.3 系统方案设计 13 第三章 系统硬件设计 16 3.1 引言 16 3.2 系统电源设计 16 3.3 单片机及其外围电路设计 17 3.3.1单片机MSP430F149及其最小系统的设计 17 3.3.2液晶显示器LCD12864的设计 18 3.3.3独立式按键的设计 20 3.3.4测温电路的设计 20 3.4ADN8830及其外围电路设计 21 3.4.1ADN8830芯片介绍 22 3.4.2温度采集与温度设定电路设计 23 3.4.3选频网络设计 26 3.4.4PID补偿网络设计 27 3.4.5其他外围电路设计 29 3.5功率驱动H桥模块的设计 29 第四章 软件设计 32 4.1引言 32 4.2设计调试环境及工具 32 4.3 主程序的设计 33 4.4 LCD12864显示子程序的设计 40 4.5时间显示子程序的设计 42 4.6按键子程序的设计 44 4.7 DS18B20子程序的设计 45 4.8 DAC8571子程序的设计 48 第五章 实验与验证 51 5.1引言 51 5.2硬件调试 52 5.2.1电源电压稳定性纹波特性测试 52 5.2.2DAC输出精度测试 52 5.2.3H桥输出纹波测试 52 5.2.4满功率工作时通过TEC的平均电流，及TEC两端的电压。 52 5.2.5温度与DAC输出电压关