人們的生活中離不開溫度，溫度在物理學中作為參數(shù)也有著重要的意義，在其他的領(lǐng)域中，溫度參數(shù)涉及到很多的參數(shù)測量。日常的電器應(yīng)用中都有涉及到溫度的控制，所以本半導體論文研究制冷技術(shù)有著重要的理論意義與現(xiàn)實意義。《半導體光電》(雙月刊)創(chuàng)刊于1976年，由中國電子科技集團公司第四十四研究所(重慶光電技術(shù)研究所)主辦。專業(yè)技術(shù)性刊物。刊載半導體光電器件、光通信系統(tǒng)和光傳輸、光存貯、光計算、處理技術(shù)，以及攝像、傳感、遙感等方面的研究成果、學術(shù)論文、學位論文和工作報告，介紹光學、光子學、量子電子學、光電子學領(lǐng)域的新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新器件，報道國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究和發(fā)展方向。

　　摘要：針對智能控制的難題，本文主要進行了研究，采用了Matlab軟件，運用了Matlab的編譯器的方法，運用特殊的工具，使得計算機程序的編制更加地簡單，從而提高功能效率。人工智能控制為數(shù)學模型提供了解決的方法，實現(xiàn)智能控制，從而大大降低開發(fā)人員的壓力。

　　關(guān)鍵字：單片機;半導體制冷;濕度控制

　　1引言

　　在人們的工作以及生活中離不開溫度，同時在很多的領(lǐng)域中溫度作為重要的研究參數(shù)，溫度存在于工業(yè)的爐溫以及來自環(huán)境變化的溫度和人體溫度等，所以在眾多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，對溫度進行研究有著廣泛而深遠的研究意義。如果希望使得半導體制冷技術(shù)發(fā)展更為迅速，需要進一步在半導體制冷材料，在工藝方面突破創(chuàng)新。在不久的將來，機械設(shè)計的行業(yè)中，將計算機輔助工具運用到專家系統(tǒng)中，這是未來的發(fā)展趨勢，設(shè)計機械的這個過程中，運用公式以及參數(shù)這是設(shè)計人員必須要用到的。同時編制程序的時候，也是需要用到參數(shù)的，運用計算機輔助工具對于計算機工作量的解決有著很大的用處，MATLAB軟件在工程領(lǐng)域中有著很大的用途。本文主要是對于專家系統(tǒng)進行了設(shè)計開發(fā)，從而大大地降低開發(fā)人員的壓力。

　　2半導體制冷技術(shù)存在的現(xiàn)狀

　　現(xiàn)今關(guān)于半導體制冷技術(shù)的不足之處在于半導體制冷效率還需要進一步完善。而半導體制冷效率是和半導體所采用的制冷片材料以及半導體制冷片中熱端的散熱方式的不同有關(guān)系的。半導體制冷材料對導體中交換電子能量的速度大小和以及能量交換的不同有著直接的關(guān)系，這是由于當導體中接通了直流電以后，PN結(jié)上的電子就會出現(xiàn)遷移，此時PN結(jié)中的電子遷移的速度與交換電子能量都與半導體制冷材料有著重要的直接影響作用。因為有著低速度的熱端散熱速度，從而熱端熱量就會對制冷處中的吸收熱量產(chǎn)生影響的作用。所以當運行半導體制冷片的時候，散熱時應(yīng)該采取比較好的散熱方式，不然就會大大地會影響到半導體制冷片的工作效率。

　　3半導體制冷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

　　本文主要設(shè)計的是基于單片機的半導體制冷智能控制，系統(tǒng)所包括的模塊具體可以包括了信號控制驅(qū)動電路、按鍵電路處理器以及顯示電路等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)單片機是處理器的核心部件，來自溫度傳感器輸出的反饋信號會通過單片機里面的模糊控制算法進一步處理，接著單片機I/O端口就會輸出具有特定占空比的PWM信號，通過驅(qū)動器的處理，從而達到半導體制冷器驅(qū)動制冷的目的。此時，單片機的外圍電路中，給定值以及反饋值的顯示是通過8位數(shù)碼管實現(xiàn)的，所需要的溫度值是根據(jù)按鍵電路實現(xiàn)的。

　　4硬件的選擇

　　4.1單片機本文設(shè)計中選擇的單片機是STC89C52RC。在很多的領(lǐng)域中都應(yīng)用到了單片機，比如日常生活中的紅綠燈，就是運用了單片機實現(xiàn)的。由于單片機的體積很小，但是具體很強的功能，所以在現(xiàn)實的工業(yè)環(huán)境中，人工已經(jīng)幾乎全部被單片機代替了，而且在某種場合下單片機的效果強于人工控制的。本文設(shè)計的智能控制中連通單片機指令集代碼與51系列單片機代碼，工作電壓的范圍是5.5V到3.3V之間，工作頻率是從0到40MHz之間。I/O口一共有32個。存儲的空間是8K，該單片機的內(nèi)核是MCS-51。PWM脈寬的占空比的調(diào)整是通過單片機里面的定時器中斷服務(wù)實現(xiàn)的。PWM方波的產(chǎn)生是結(jié)合定時器TO與T1實現(xiàn)的，PWM的頻率是通過TO控制的，PWM的占空比是通過T1中斷控制。4.2半導體制冷器半導體制冷片的原理用到是根據(jù)具體的半導體材料從而形成對應(yīng)的P-N結(jié)，額定電流設(shè)定是4.5A，額定的工作電壓是12V。將直流電通過半導體制冷片里面，這種制冷方式是漸型制冷方式中的一種。將直流電通過已經(jīng)成功組裝的半導體制冷片時，半導體制冷片PN結(jié)就會出現(xiàn)放熱以及吸熱的效果。

　　4.3半導體制冷驅(qū)動電路本文設(shè)計中所用的驅(qū)動電路設(shè)計思想主要根據(jù)單片機中的I/O輸出端從而對信號進行控制，最終達到驅(qū)動電路控制目的。所以驅(qū)動芯片選擇的是L9110，這種L9110芯片特點是雙輸入。在驅(qū)動電路以及控制電路中L9110是作為電子元器件的一種常用的，電路通常一般都是在單片機里面集成，從而使得除了芯片之外的其他電路的設(shè)計元器件會大大地減少成本，而且還能將芯片的工作效率大大地提高。L9110芯片中的兩個引腳在進行輸入的時候，都是相互兼容的電流，而且具有很好的抗干擾性。另一方面，輸出的端口一共有2個，可以將正向信號以及反向信號都輸出來，電流的驅(qū)動能力比較強，通道中可以經(jīng)過的電流是800mA，當電流處于峰值的時候是1.5A。L9110在汽車電機驅(qū)動方面有著廣泛的應(yīng)用。

　　5軟件設(shè)計

　　5.1溫度讀取程序不同的溫度傳感器型號決定著讀取的溫度也不同。按照設(shè)定的相關(guān)的溫度傳感器的讀取規(guī)則和一些重要的讀取指令，當讀取溫度的時候，需要將轉(zhuǎn)換指令傳送到溫度傳感器中，本文選擇的型號是DS18B20，而且指令的傳送方式是單片機實現(xiàn)的，傳感器內(nèi)部的寄存器主要存儲的是經(jīng)過轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)。讀取指令通過單片機進行發(fā)送，這個時候數(shù)據(jù)端口就會將保存在寄存器里面的關(guān)于溫度的兩個字節(jié)傳送給單片機，通過轉(zhuǎn)換從而獲取精確的數(shù)據(jù)是通過單片機實現(xiàn)的。本文的主機其實就是單片機，單片機控制溫度傳感器DS18B20，這個過程包括的環(huán)節(jié)如下：開始是復位處理DS18B20，接著如果復位成功，單片機就會發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令。當轉(zhuǎn)換溫度結(jié)束之后，數(shù)據(jù)端口就會發(fā)送相關(guān)的RAM指令，溫度讀取的步驟如上介紹所示。溫度讀取程序流程圖如圖3所示。5.2PWM脈寬調(diào)節(jié)本文設(shè)計還包括了PWM脈寬調(diào)節(jié)，對PWM脈沖的占空比進行調(diào)整，從而生成大小不同的脈沖，半導體制冷中需要的功率是由半導體中的制冷驅(qū)動器才可以實現(xiàn)。對脈寬的占空比進行調(diào)節(jié)，從而能夠?qū)δ�擬電壓進行大小的模擬。因為有的單片機是不帶PWM脈沖輸出的能力，所以本文在進行設(shè)計的時候運用到了定時器T0以及T1的中斷特性。

　　5.3串口通信機制本文實現(xiàn)操作員站的界面是采用了開發(fā)軟件Visualstudio2010，根據(jù)顯示實時溫度的曲圖，能夠從溫度的變化得出相關(guān)的控制系統(tǒng)中的相關(guān)性能。而且還能夠根據(jù)溫度變化的曲線，對應(yīng)地查找通過溫度傳感器所采集到的溫度值的整個改變的過程。本文設(shè)計的基于單片機的半導體制冷智能控制用的軟件是VisualStudio2010。