数字式半导体激光器恒温控制器

摘要

本发明的数字式半导体激光器恒温控制器属于电子设备技术领域，特别涉及一种控制半导体制冷器进行制冷和控制恒温的电子设备。结构包括前面板(1)、半导体致冷器、处理器(2)、按钮输入电路(3)、LED指示灯输出电路(4)、串口通信电路(5)及由温度测量电路(6)、A/D转换电路(7)、D/A转换电路(8)、电压供电电路(9)、驱动电路控制电压模块(10)、驱动电路功率模块(11)和显示模块(12)组成闭合的控制环。利用自动控制算法最终保证受控物体的温度稳定在设定温度值上。可设定温控范围-40～+100℃，精确度+/-0.2℃，稳定度±0.005℃。

主权项

1.一种数字式半导体激光器恒温控制器，其由前面板(1)、中央处理器(2)、按钮输入电路(3)、LED指示灯输出电路(4)、串口通信电路(5)、温度测量电路(6)、A/D转换电路(7)、D/A转换电路(8)、电压供电电路(9)、驱动电路控制电压模块(10)、驱动电路功率模块(11)、显示模块(12)和半导体致冷器组成，采用PID算法控制所述半导体致冷器对半导体激光器进行温控，所述半导体致冷器与所述驱动电路功率模块连接，所述电压供电电路为所述驱动电路控制电压模块提供工作电压；所述中央处理器由STC89C51单片机构成，所述按钮输入电路通过与所述STC89C51单片机的INT0、INT1、P1.0和P1.1引脚连接给所述中央处理器提供当前按钮的输入状态，所述LED指示灯输出电路与所述STC89C51单片机的P1.4、P1.5、P1.6和P1.7引脚连接，由所述中央处理器控制所述LED指示灯输出电路的显示状态，所述显示模块与所述STC89C51单片机的P0口、引脚、引脚和P2.2引脚连接，由所述中央处理器控制所述显示模块的显示，所述串口通信电路与所述STC89C51单片机的TXD和RXD引脚连接，所述中央处理器通过所述串口通信电路与上位机进行串口通信；所述中央处理器将设定好的温度对应的电压数值提供给所述D/A转换电路转换成模拟电压量，进而控制所述驱动电路控制电压模块产生半导体致冷器控制电压，然后经所述驱动电路功率模块进行功率放大，驱动控制所述半导体致冷器工作，通过所述温度测量电路将当前受所述半导体致冷器控制的半导体激光器的温度转换成电压量，送入所述A/D转换电路转换成数字量提供给所述中央处理器，由此形成了一个闭合的控制环，驱动控制所述半导体致冷器进行加热或制冷；所述A/D转换电路采用MAX197芯片，所述D/A转换电路采用DAC1232芯片；所述前面板上装有参数调节旋钮、参数调节模式按钮、显示模式按钮、温度预置指示灯、限流调节指示灯、比例系数K指示灯、积分常数τ指示灯、NTC输入接头和TEC输出接头，所述参数调节旋钮通过对应的旋转编码器与所述按钮输入电路连接，所述参数调节模式按钮和显示模式按钮分别与所述按钮输入电路连接，所述温度预置指示灯、限流调节指示灯、比例系数K指示灯和积分常数τ指示灯分别与所述LED指示灯输出电路连接，所述NTC输入接头与所述温度测量电路连接，所述TEC输出接头与所述驱动电路功率模块连接；所述按钮输入电路主要由施密特触发器芯片SN7414构成，SN7414的14引脚接+5V电源，并且经滤波电容C23接地；SN7414的7引脚接地；SN7414的1引脚经电阻R4接+5V电源，经电容C24接地，并且接端口“ROTC1”，端口“ROTC1”接所述前面板上的参数调节旋钮对应的旋转编码器的引脚1；SN7414的2引脚接端口“ROTCODER1”，端口“ROTCODER1”接所述STC89C51单片机的外部中断引脚INT0；SN7414的3引脚经电阻R5接+5V电源，经电容C25接地，并且接端口“ROTC2”，端口“ROTC2”接所述前面板上的参数调节旋钮对应的旋转编码器的引脚2；SN7414的4引脚接端口“ROTCODER2”，端口“ROTCODER2”接所述STC89C51单片机的外部中断引脚INT1；SN7414的5引脚经电阻R6接+5V电源，经电容C26接地，并且接端口“PAR_MODE”，端口“PAR_MODE”接所述前面板上的参数调节模式按钮；SN7414的6引脚接端口“PAR_SW”，端口“PAR_SW”接所述STC89C51单片机的引脚P1.0；SN7414的9引脚经电阻R7接+5V电源，经电容C27接地，并且接端口“DSP_MODE”，端口“DSP_MODE”接所述前面板上的显示模式按钮；SN7414的8引脚接端口“DSP_SW”，端口“DSP_SW”接所述STC89C51单片机的引脚P1.1。