恒温控制系统的研制.pdf

第4期2011年8月 现代科学仪器 No.4 Aug. 2011 Modern Scientific Instruments 29 恒温控制系统的研制 吴　鹏 1,2　孔宇阳 1,3 1 2 3 （中国地震局地震研究所; 武汉地震科学仪器研究院; 武汉地震工程研究院） 摘　要　本系统将传统的温度测量技术、制冷技术、神经网络技术与单片机技术结合起来，设计具有温度图形显示界面、 报警的数字式智能精确恒温控制系统。本系统以 16 位单片机 MSP430F169 作为微处理器、利用陶瓷平板型半导体致冷器件 TEC1-12705 的制冷特性实现对目标环境的温度制冷控制；结合模糊 PID 控制算法和 PWM 脉宽调制技术，解决了环境温度制冷过 程中超调量和目标温度建立时间的矛盾。利用高精度数字温度传感器 DS18B20 来对环境温度进行采集，温度最小分辨率可达 到 ±0.0625℃；最后，采用由单色 12864 点阵型液晶实时温度变化曲线获得的信息等，通过按键实现相应的功能控制。本系统 具有比较友好的人机操作界面。 关键词　PID; 制冷技术; 脉宽调制（PWM）技术; 温度传感器; 恒温控制 中图分类号　TH17 Research of Temperature Controlled System Wu Peng1,2,Kong Yuyang1,3 1 2 3 ( Institute of Seimology,CEA; Wuhan Institute of Earthquake Engineering; Wuhan Institute of Scientifi c instrument) Abstract Combining with micro-controller technology, the traditional temperature measurement technology, refrigeration technology, neural network technology are used to design alarm digital intelligent accurate constant temperature control system with temperature graphic display interface. This system used the 16-bit single chip MSP430F169 and ceramic plate type semiconductor refrigerator TEC1-12705 to realize the temperature refrigeration control for the target environment ; Combining with the fuzzy PID control algorithm and PWM pulse width modulation technology, the confl ict between the environment temperature refrigeration super adjustable amount and the settling time of target process was solved. The high accuracy digital temperature sensor DS18B20 was used for temperature collection. The minimum resolution of temperature collection can reach 0.0625 °C; Finally using monochromatic 12864 point