半导体激光驱动电源温控算法与程序设计

半导体激光驱动电源温控算法与程序设计2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩1第一页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩2介绍半导体激光器已成为信息技术的关键器件，在光谱技术、光外差探测、医疗、加工等领域得到愈来愈广泛的应用。但是，半导体激光器正常工作时，需要稳定的环境温度。环境温度的变化以及激光器运转时器件发热而导致其温度起伏，将直接影响激光器输出功率的稳定性和运行的安全可靠性，甚至造成半导体激光器的损坏。因此，温度控制系统的好坏直接影响半导体激光器的性能。本课题主要通过80C32型单片机对激光器工作温度进行控制。

第二页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩3激光器电源系统框图

系统框图第三页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩4

温度控制模块

温度采样Ui>Um?N滤波｜差值｜>ε?温度控制程序NY+线性化处理实时显示Y图2.2温度控制模块流程图Ui—U0温度采样滤波Ui>Um?NY返回紧急中断第四页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩5数字滤波

开始置交换次数清除交换标志位交换次数为零从起始端开始比较符合降序要求？交换两数置标志位交换次数用完？发生过交换？结束YNYNYNYN冒泡排序算法流程开始取样值采样值累加N—1=0？调除法子程序返回置除数初值YN累加求和算法流程第五页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩6线性化处理

Y=yi+(yi+1-yi)/(xi+1-xi)*(X-xi)(i=0，1，2，……，n；xi<X<xi+1)激光器的工作温度变化范围在10℃——50℃，显示误差控制在0.1℃上下；片外ROM容量为64KB。根据这些特点要求,系统将分段点设定为10℃，11℃,12℃,13℃,………,49℃,50℃，通过实验,测出每一温度值所对应的电压值,将这些值一一对应后转换成十六进制数，制成表格存放于ROM中,作为常数。通过查表程序调用这些常数。由于系统的显示精度为0.1℃,可以将每一度的值分成十个单位，每一个单位为0.1℃。此时，△y=yi+1-yi=1℃=10个单位。则原方程可转化为：

Y=yi+10(xi+1-xi)/(x-xi)4.(4)yi温度值的整数部分（单位为1℃）；10(xi+1-xi)/(x-xi)温度值的小数部分（单位为0.1℃）。10(xi+1-xi)/(x-xi)算式结果的小数采用四舍五入处理。

第六页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩7线性化开始初始化表首址从表中取Ux值Ux>Ui?

Dptr减2取值结束Dptr加2查表程序流程图NY读入X值进查表程序取常数值计算X—xi的值计算10(xi+1—xi)/(X—xi)计算Y值返回线性插值运算流程图第七页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩8温度控制

置PID各参数值e(k-1)=(k-2)=0

e(k)=W---Y

Pi=I*e(k)Pp=P*[e(k)-e(k-1)]Pd=D*[e(k)-2e(k-1)+e(k+1)]△u(k)=Pp+Pi+Pd

u(k)=u(k-1)+△u(k)

u(k-1)=u(k)e(k-2)=e(k-1),e(k-1)=e(k)返回求e(k)e(k)>ε?e(k)>A?调PID程序调PD程序返回YNNY温度控制算法流程

PID运算框图温度设定值转换第八页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩9系统调试温度电压值转换实验数表

温度℃电压采样温度℃电压采样温度℃电压采样温度℃电压采样100320753014340202111121803114941208121722903215642213132423963316143218143124102341674422315442511135174452281650261193618146232175827124371854723618612812938190482411967291373919649243第九页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩10温度电压关系曲线温度电压曲线第十页，共十一页，2022年，8月28日2023/3/142004届学士学位毕业论文答辩