单片机控制LCD在激光精密温控仪中的应用.pdf

第 30 卷第 2 期 　　　电 子 工 程 师 Vol. 30 No. 2 　2004 年 2 月 　　　　　　　　　　　　　　EL ECTRON IC EN GIN EER 　　　　　　　　 　　　　　　　　Feb. 2004 单片机控制 LCD 在激光精密温控仪中的应用 邹宏新 , 王尚廉 ( 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室 , 山西省太原市 030006) 【摘 　要】　利用单片机编程灵活方便的特点 ,通过在程序中对温控仪的热敏电阻反馈回来的电压值进行线 ( ) 性逼近 ,弥补由于热敏电阻的非线性问题所造成的影响 ,将修正后的结果在液晶显示屏 LCD 中显示 , 以利于对终端被控对象的温度控制及适时监测。文中介绍了硬件原理、A/ D 转换器和 LCD 的应用 , 以及软件滤波和线性逼近方法。 关键词 :液晶显示屏 , 温度控制仪 , 激光测量 中图分类号: TP274. 5 温控仪不再局限于某几个特定值的控温。而且 ,通过 0 　引 　言 编程和加入多路复用器 ,可以对多路温度值时分复用 , 要获得高效而稳定的激光光源 ,对泵浦源及腔内 把它们同时显示在 LCD 上 ,增加了其可读性 ,避免了 各晶体进行高稳定、高精度控温是至关重要的[1 ] 。特 由切换开关带来的接触噪声。 别是在非线性光学领域 , 晶体的温度直接影响到相位 匹配条件[2 ] 。本文就是针对该需要对已有的控温模 1 　硬件连接框图及工作原理 块 MPT5000 的设定值和监测值进行采样 ,通过 A/ D 硬件连接框图如图 1 所示。MPT5000 为专用控 转换后进入单片机 ,然后由程序对其进行处理后在液 温模块 , TEC 为半导体制冷块 , CD4051 为多路复用 ( ) 晶显示屏 LCD 上显示出来。以往使用成熟的 L ED 器。控温模块上的“模拟输入端”为外部设定温度所对 模块对温度值进行显示 , 由于其自带 A/ D 转换器 应的模拟电压输入 ,当使用热敏电阻作为传感器时 ,该 ICL7135 ,用户只需将模拟电压值输入即可得到相应 电压为: 的显示 ,使用方便 ,但是它却只能线性地反映输入的模 V setpoint = I ref R 拟电压。而我们所使用的是热敏电阻 ,其阻值随温度 变化是非线性的 ,故使用该 L ED 模块只能很粗糙地反 式中 : I ref 为给定热敏电阻的恒定电流源 , R 为设定温 ( ) ( ) 度所对应的电阻值 由热敏电阻生产厂商提供 。 映实际温度值 ,而且范围很窄 约 7 ℃ , 不能任意调 节。对于特定需要的某温度值 ,在温度波动不大的情 况下才可以勉强使用该模块。这样 ,在很大程度上限 制了温控仪的使用 ,而且当多路控温时 ,需要用机械开 关进行切换显示 ,难免会带来接触噪声 ,影响控温效 果。 目前,单片机控制系统已成为嵌入式系统的主流 , 用其控制 LCD 的技术已经很成熟 ,在国内也已开始普 及。由于单片机是由程序来控制其输入和输出的 ,在