基于DSP與數字溫度傳感器的溫度控制系統
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20世紀60年代以來(lái)，數字信號處理器(Digital Signal Processing，DSP)伴隨著(zhù)計算機和通信技術(shù)得到飛速發(fā)展，應用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。在溫度控制方面，尤其是固體激光器的溫度控制，受其工作環(huán)境和條件的影響，溫度的精度要求比較嚴格，之前國內外關(guān)于溫度控制基本上都采用溫度敏感電阻來(lái)測量溫度，然后用風(fēng)冷或者水冷方式來(lái)達到溫度控制效果，精度不夠且體積大。本文基于DSP芯片TMS320F2812與數字溫度傳感器DSl8B20設計出一個(gè)溫度測量系統，根據測量所得的溫度與設定的參量，并利用模糊PID算法計算出控制量，利用該控制量調節由DSP事件管理器產(chǎn)生PWM波的占空比，并作用于半導體制冷器，以達到溫度控制效果，實(shí)現控制精度高，體積小的溫度控制系統。
l 系統硬件組成
1．1 DSl8820功能結構與使用
DSl8820是DALLAS公司生產(chǎn)的一線(xiàn)式數字溫度傳感器，具有3引腳T0-92小體積封裝形式；溫度測量范圍為-55～+125℃；可編程為9～12位A／D轉換精度，測溫分辨率可達0．0625℃；CPU只需一根埠線(xiàn)就能與諸多DSl8B20通信，占用微處理器的端口較少，可節省大量的引線(xiàn)和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DSl8B20非常適合用于遠距離多點(diǎn)溫度檢測系統中。
DSl8B20的管腳排列如圖1所示。DQ為數字信號輸入／輸出端；GND為接地；VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線(xiàn)方式時(shí)接地)。DS-l8B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，用16位符號擴展的二進(jìn)制補碼讀數形式提供，以O．0625℃／LSB形式表達，其中S為符號位。例如+125℃的數字輸出為07DOH，+25．0625℃的數字輸出為0191H，-25．0625℃的數字輸出為FF6FH，-55℃的數字輸出為FC90H。
1．2 DSP介紹
這里所用DSP為T(mén)MS320F2812，它是美國TI公司新推出的低價(jià)位、高性能的16位定點(diǎn)DSP，是專(zhuān)為控制應用系統而設計的，其主頻可達150 MHz，本系統中所用晶振為45 MHz，片內集成了外圍設備接口，主要起控制和計算作用。
1．3 半導體制冷器簡(jiǎn)介
半導體制冷器是根據帕爾貼效應制成的，由兩種不同金屬組成一對熱電偶，當熱電偶邁入直流電流后因直流電通入的方向不同，將在熱電偶結點(diǎn)處產(chǎn)生吸熱和放熱現象。制冷器結構如圖2所示。
把一個(gè)N型和P型半導體的粒子用金屬連接片焊接成一個(gè)電偶對。當直流電流從N極流向P極時(shí)，上端產(chǎn)生吸熱現象，此端稱(chēng)冷端，下端產(chǎn)生放熱現象，此端稱(chēng)熱端，如果電流方向反過(guò)來(lái)，則冷熱端相互轉換。
1．4 硬件連接
DSl8B20與DSP連接主要有兩種方式：寄生電源方式和外部供電方式。本文采用外部供電方式，其中18B20的DQ口與F2812的GPIOA0口連接，具體連接如圖3所示。
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