半导体制冷控制系统设计

    半导体制冷（又称电子制冷）技术为我国六十年代开始发展起来的制冷新技术。它具有不用制冷剂，无机械运动部件，工作可靠、寿命长，电源换向既可制冷又能采暖，冷热转换迅速方便，负荷调节性能好，安装维修简便等优点。在小型制冷，电子冰箱上得到迅速推广。

    伴随着半导体制冷设备的发展、单片机的迅速普及和消费者的更高要求，恒温控制也从最初的模拟控制发展到现在的数字设定、数字显示的智能控制。在满足控制精度和功耗的前提下又要有最低的成本是对控制系统的基本要求。所以，单片机及电路选择成为智能控制电路所要考虑的重点。本文介绍一种使用ATmega48 单片机实现的小型控制系统的低成本高可靠性的解决方案。

    1，系统总体设计

    .控制原理：

    根据设定温度和采集的冷柜内部温度计算误差值，使用PID算法调节制冷片两端电压，从而控制制冷片的制冷量，来达到恒温控制的目的。

    .单片机选择

    首先，制冷系统内部大多采用低成本的热敏电阻作为温度传感器，所以要求CPU要有A/D 转换器。其次，控制输出电压要用到D/A 转换器进行线形调节或PWM 输出进行开关控制；因线形调节效率低、功率器件温升高，因此PWM 控制是首选。再次，4 个按键、2 个数码管显示、箱灯都需要口线控制，经计算，需要至少13 个I/O 口（至少两个有大电流驱动能力）可使系统不用再扩展其它芯片。最后，就是需要低价格。综上所述，选择ATmega48 单片机可完全满足要求。

    2，ATmega48 简介

    ATmega48 （以下简称CPU ）是ATMEL公司推出的高性能、低功耗、低价位的8位AVR单片机，该单片机具有以下特点：

    . 高性能、低功耗的8 位AVR. 微处理器

    . 先进的RISC 结构

    . 131 条指令 大多数指令的执行时间为单个时钟周期

    . 32 x 8 通用工作寄存器

    . 工作频率0-20 MHz（与电源电压有关）

    . 只需两个时钟周期的硬件乘法器

    . 4K 字节的系统内可编程Flash；擦写寿命: 10,000 次；通过片上Boot 程序实现系统内编程

    . 256 字节的EEPROM；擦写寿命: 100,000 次

    . 512 字节的片内SRAM

    . 可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密

    . 两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/ 计数器

    . 一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器

    . 具有独立振荡器的实时计数器RTC

    . 六通道PWM

    . 6路10 位ADC( PDIP 封装)

    . 可编程的串行USART 接口