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毕业设计（论文） 开题报告 题目名称：基于半导体制冷的电子冰箱设计 院系名称：中原工学院电子信息学院 班 级：电气103 学 号：201000474327 学生姓名：李庆 指导教师：温盛军 2014年2月 目 录 1课题研究的目的、意义及发展概述 2 1.1课题研究的目的 2 1.2课题研究的意义 2 1.3发展概况 2 2课题研究的内容及设计方案 3 2.1半导体制冷器工作原理 3 2.2系统总体方案 4 2.3方案选择 5 2.3.1 控制系统方案选择 5 2.3.2 微处理器 6 2.3.3 显示部分 7 2.3.4 键盘部分 8 2.3.5上位机通信 8 2.3.6 珀尔贴驱动部分 9 2.3.7 温度测量部分 9 2.3.8 网络通信模块部分 10 2.3.9 半导体制冷器珀尔贴选择 10 3软件模块设计 10 3.1 编程语言的选择 10 3.2 软件模块设计 11 4进度时间安排 13 5参考文献 13 1课题研究的目的、意义及发展概述 1.1课题研究的目的 冷冻储藏为人们所熟知, 给食品的保鲜带来一定的好处。但传统的冷冻储藏有其缺陷, 即冷藏后产品营养流失, 形状、色泽、气味均有改变, 且不能复原, 并且传统的制冷装置制冷所需时间长。为了解决上述冰箱储藏存在的缺点, 常采用加快冷却速度的方法。此方法能延长食品的存放期, 提高食品的保鲜度 和产品的储藏质量。现有冰箱使用的氟制昂冷剂, 存在着污染问题。随着科学技术的发展, 国内外学者都在寻求氟利昂的替代品, 其中无氟冰箱早已出现, 但它们仍有不足之处, 因而就要寻找另一种新的制冷源。经研究, 利用帕尔贴效应的( 热电) 半导体制冷器件来克服污染问题。半导体制冷是一种利用帕尔帖效应的温度控制方法，它具有体积小、重量轻、寿命长、无噪音、无机械运动、加热制冷灵活迅速、温控精度高、不需制冷剂，对环境无污染等优点。基于半导体制冷的电子冰箱设计采用半导体帕尔帖作为温控执行器，并且通过控制通过珀尔贴元件的电流大小可以十分方便灵活迅速的控制冰箱内的温度。而且通过微控制器的作用控制可以达到精确温度控制的效果。对传统冰箱进行了 改革, 使其能满足现代生活需要, 减少对环境污染。 1.2课题研究的意义 温度控制技术是一种非常重要的和常用工业技术。传统的温度控制技术中，制冷根据应用场合的不同可以采用风冷、水冷和压缩式制冷。在某些特定的场合中，温控系统往往需要体积小，重量轻，加热制冷反应灵活迅速且易于控制，这时采用一般温控方法显得很不方便；而采用热电制冷器帕尔帖作为控温执行器的半导体冰箱可以通过改变流过制冷器的电流方向实现加热和制冷的转换，并且通过控制电流大小可以十分方便灵活迅速的控制温度。从而实现精确控制温度的目的。体积小、重量轻、寿命长、无噪音、无机械运动的优点可以极大的满足现代人对生活中食品保鲜的需要.再通过触摸屏、红外遥控、网络通信等丰富的人机人机交互方式，极大的丰富和方便人们的生活。 1.3发展概况 1834 年法国科学家帕尔帖发现了热电制冷和制热现象——即金属温差电效应或帕尔帖效应。本世纪50 年代末期，随着半导体材料技术的大力发展，解决了早期系统制冷效率低的问题。特别是美、英、日等国在这一领域做了大量研究，60年代末热电制冷即已达到实用化阶段。半导体制冷技术在国外已广泛地应用于低温生物学、超导技术、低温外科学、低温电子学、通讯技术、红外技术、激光技术以及空间技术等领域。随着技术的不断进步，半导体制冷技术已开始广泛地应用于家庭用的电冰箱，空调及其它一些制冷设备。 半导体制冷技术首先应用于高科技领域和军事领域，主要用于对红外探测器、激光器和光电倍增管等光电器件的制冷。在夜视机载跟踪系统、夜间跟踪器和夜间观察装置上所用的硫化铅、硒化铅光电导型和光伏型 HgCdTe等单元都可用半导体制冷器冷却到 190K~270K 或更低的工作温度。在超导技术核潜艇上作为低温冷源，是核燃料系统最好的小型电源。前苏联早在50年代，就开始研制约10L 的冰箱。目前，国内外市场上也出现一种冷暖两用箱的产品，它通过采用 12T 对偶组成的制冷器，在通常的环境下，冷热面的温差大于50℃，当有效容积为9~12L 时，最低温度可达-5 ℃。环境试验用的半导体低温试验箱，可用于集成电路半导体器件，无线电元件和金属与非金属材料的低温试验。采用水冷的一级温度制冷器时工作温度范围是-10 ℃～+50 ℃，有效容积8L；采用二级制冷时，工作温度范围可以达到 -20 ℃～+50 ℃，有效容积为6L。半导体光刻用恒温槽；水循环恒温器，最低温度可达-20 ℃的低温恒温槽；恒温范围在-10 ℃～+60 ℃的生物化学试验用恒温槽等等。 二十世纪七十年代，我国开始研究并研制半导体制冷器件，80年代末期进入