文档介绍：第 30 卷第 2 期电子工程师 Vol. 30 No. 2
2004 年 2 月 EL ECTRONIC EN GINEER 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)
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【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
1 硬件连接框图及工作原理
匹配条件[2 ] 。本文就是针对该需要对已有的控温模
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 = Iref 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: Iref 为给定热敏电阻的恒定电流源, R 为设定温
映实际温度值,而且范围很窄(约 7 ℃) ,不能任意调度所对应的电阻值(由热敏电阻生产厂商提供) 。
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
图 1 电路结构框图
对硬件进行一般通用的连接后,一切工作均由程序完

成,从而简化了硬件设计,减少了硬件出错的可能性。我们的工作主要是完成对“温度设定点监视”端和
通过在程序中对所采集的数据进行查表转换可以相
, “温度监视”端的采集,对于多路控温系统,则将多个控
当精确地反映实际温度值。这样可以直接通过观察
, 温模块的监视端接到多路复用