基于STM32半导体制冷片温控系统的设计

孟颖 张贵阳 魏晓马 武宇欣 汪磊 窦成林

【摘要】激光器的工作温度至关重要，该设计用于激光器工作温度调节模块，以提高激光器的稳定性能。本文以STM32F303为控制芯片， 采用TEC为制冷元件，通过采集温度并模数转换传给上位机，上位机程序控制STM32的数模输出控制TEC的加热或制冷，同时以PID算法为基础构建了一套半导体温度调节系统。实验结果表明，通过PID算法调节，半导体制冷温度控制系统能够为激光器提供所需的工作温度，精度可达到±0.1℃。

【关键词】温度控制;STM32;A/D D/A;PID算法;LabVIEW

1.前言

温控系统受环境温度影响较大，因为温度调节过程中惯性大，对于温度上升或下降的有效快速调节是难题，目前我们熟知的温控系统都存在成本高或精度低及灵活性差的缺点。针对这些问题本系统在工作过程中可以随时切换极性，从而完成对设定温度值的精确控制。

2.硬件系统设计

本设计通过HX-RS-HSW1204C高精度微型温度变送器连接pt100将采集到的温度传给STM32单片机，STM32将采集到的温度值模数转换后传给上位机显示，并将采集温度值记为sp，将当前温度值sp减去设定值ap后给PID控制器，STM32根据PID的输出信号m（t）进行数模转换并输出给TTC-DS驱动模块，TTC-DS驱动模块控制TEC工作.

2.1 测量部分：

采用Pt100和HX-RS-HSW1204C高精度微型温度变送器，输出信号是电压信号，其工作电压是±24V，输出是0-5V，对应的温度范围是-40-100℃，温度与电压呈线性关系，，其采集精度可达到0.05℃。

pt100是一种稳定性高和性能良好的温度传感器，工作范围-200℃至650℃。pt100是电阻式温度检测器，具有正电阻系数，其电阻和温度变化的关系如下：，其中=0.00392，为100（在0℃的电阻值），为摄氏温度[1]。……