半导体温度控制仪软硬件设计
·半导体温度计的设计实验报告
开放性实验实验报告半导体温度计的设计学院：浙江农林大学天目学院专业：工程技术系班级：汽车服务081班姓名：吴仲虎学号： 200808310225摘要：本文讨论了通过测量半导体热敏电阻的实验，测得实验数据用Origin 软件分析相关数据画出I-T 图像，了解热敏电阻的电阻——温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧的问题，同时完成半导体温度计的设计。
关键词：origin 软件 热敏电阻 惠斯通电桥 温度电流前言 热敏电阻是由对温度非常敏感的半导体陶瓷质工作体构成的元件。
与一般常用的金属电阻相比，它有大得多的电阻温度系数值。
热敏电阻作为温度传感器具有用料省、成本低、体积小等的优点，它可以简便灵敏地测量微小温度的变化，在很多科学研究领域都有广泛的应用。
本实验的目的是：了解热敏电阻的电阻----温度特性及测温原理，学习惠斯通电桥的原理及使用方法，学习坐标变换、曲线改直的技巧。
一 实验仪器：二 实验原理热敏电阻的电阻值与温度的关系为TBAeR =其中，A 、B 是与半导体材料有关的常数；T 为绝对温度。
根据定义，电阻温度系数为dT dR R t 1=α其中，t R 是在温度为t 时的电阻值。
半导体材料做成的热敏电阻的基本特性是它的温度特性, 这种特性与半导体材料的导电机制密切相关。
温度越高, 载流子的数目越多, 导电能力越强, 电阻率也就越小。
由于半导体中载流子数目随温度升高而按指数规律迅速增加, 因此随着温度的升高, 热敏电阻的阻值将按指数规律迅速减小。
半导体温度计是利用半导体的电阻值随温度急剧变化的特性而制作的，以半导体热敏电阻为传感器，通过测量其电阻值来确定温度的仪器。
这种测量方法称为非电量的电测法，为了实现这种方法，采用电学仪器来测量热敏电阻的阻值，还需要了解热敏电阻的伏安特性。
半导体温度计测温电路的原理图如右：图中G 是微安表， RT 为热敏电阻，当电桥平衡时，表的指示必为零，此时应满足条件：r321R R R R若取R 1 = R 2，则R 3的数值即为R T 的数值。
半导体温度计的设计和制作实验
半导体温度计的设计和制作实验（非平衡电桥）在温度不太低或不太高（如从－20o C到几百度）的情况下，通常可以用水银温度计来测一定的温度。
由于生产和科学实验的发展，需要精密和快速的温度测量，因而就需要灵敏度较高的温度计。
现在已有各种用途的温度计，半导体温度计就是其中的一种。
本实验的半导体温度计利用热敏电阻为传感器，利用非平衡电桥实现由电学量测量一些变化的非电量，这种思想现在应用范围扩展到很多领域，如长度、位移、应力、应变、温度、光强等转变成电学量，如电阻、电压、电流、电感和电容等，然后用电学仪器来进行测量。
一、实验目的1．理解非平衡电桥的工作原理及其在非电量的电测法中的应用。
2．了解半导体温度计的基本原理并设计制作一台半导体温度计二、实验原理1．热敏电阻伏安特性曲线为测量热敏电阻的阻值，需了解热敏电阻的伏安特性。
由图1可知，在V-I 曲线的起始部分，因电流很太小，温度变化微小，曲线接近线性。
此时其阻值主要与外界温度有关。
图1 热敏电阻伏安特性曲线半导体温度计是利用热敏电阻的阻值随温度变化急剧的特性制作的，通过测量热敏电阻的阻值来确定温度的仪器。
应根据待测温度区间和热敏电阻的阻值选用合适电学元件和测温电路。
2．半导体温度计测温电路的原理非平衡电桥的工作原理图如下：图2 半导体温度计测温电路原理图图中G 是微安表， R T 为热敏电阻，当电桥平衡时，表的指示必为零，此时应满足条件：TR R R R 321= （1） 若取R 1 = R 2，则R 3的数值即为R T 的数值。
平衡后的电桥若其中某一臂的电阻又发生改变，则平衡将受到破坏，微安表中将有电流流过，此为非平衡电桥。
由基尔霍夫方程组求出CD T T G T T G V R R R R R R R R R R R R R R R I 23232121232212+++++-+= （2）由此可见微安表中的电流大小直接反映了热敏电阻的阻值的大小程度。
由于热敏电阻的大小与环境温度是一一对应关系，因此可以利用这种“非平衡电桥”的电路原理来实现对温度的测量。
温度控制器的设计与制作
6.4实施—制作过程6.4.1硬件设计温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
可以分别在93.75ms 和750ms 内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
降温控制系统采用低压直流电风扇。
当温度高于设定最高限温度时，启动风扇降温，当温度降到指定最高限温度以下后，风扇自动停止运转。
温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。
当环境温度低于设定的最低限温度值时，也采用综合实训板上的蜂鸣器进行报警。
用0#、1#键作为温度最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为温度值设定的增加和减小功能键。
0#键：作为最高限温度的设定功能键。
按一次进入最高限温度设定状态，选择最高限温度值后，再按一次确认设定完成。
1#键：作为最低限温度的设定功能键。
按一次进入最低限温度设定状态，选择最低限温度值后，再按一次确认设定完成。
2#键：＋1功能键，每按一次将温度值加1，范围为1～99℃。
3#键：－1功能键，每按一次将温度值减1，范围为99～1℃。
6.4.2软件设计(1)温控系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块：①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部部件的初始化工作。
②主程序MAIN ：完成键盘扫描、温度值采集及转换、温度值的显示。
当温度值高于设定最高限时，驱动风扇工作；当温度值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警。
③键盘扫描程序KEYSCAN ：完成键盘的扫描并根据确定的键值执行相应的功能，主要完成最高温度、最低温度的设定。
基于单片机的智能温控系统设计
基于单片机的智能温控系统设计随着科学技术的发展，人们需要更加便捷高效的生活方式。
智能家居作为一种新兴的科技应用，吸引了越来越多的人的关注。
其中，智能温控系统是人们更为关心的一部分，因为温度直接关系到人们的身体健康。
通过单片机技术的应用，可以设计出一种高效智能的温控系统。
一、智能温控系统的设计方案1. 系统硬件设计：主机采用单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成，温度控制功能通过智能继电器，整个系统实现了硬件基础框架。
2. 系统软件设计：主要涉及到单片机程序的编写和控制，具体涉及到诸如温度检测、温度控制、屏幕显示等功能。
3. 系统人机交互设计：通过显示屏幕和按键控制实现人机交互操作。
4. 系统通信设计：通过WiFi模块实现远程通信功能。
二、温度传感器DS18B20的原理及应用DS18B20是一款基于数字信号输出的温度传感器，原理是利用温度对半导体器件的电阻或电压的变化，来达到测量温度的目的。
它具有精度高、响应速度快、口径小的特点，因此常被应用于智能家居领域中的温控系统。
三、智能继电器的原理及应用智能继电器是利用单片机技术，将微处理器县的高低电平输出与继电器的通断控制相结合，达到了计算机智能化的效果。
它的最大优点就是可以通过计算机远程控制，从而实现智能化管理。
在温控系统中，可以根据温度的不同值，实现启动或关闭继电器，调节温度的稳定值。
四、智能温控系统的应用前景智能温控系统作为智能家居领域中的一部分，已经逐渐开始运用到人们的现实生活中。
随着人们对于生活品质的不断提高，智能家居的应用市场不断扩大，而温控系统作为其一部分也将得到更加广泛的应用。
尤其在一些高结构化的场所中，例如办公楼、酒店等场所，都需要通过温度的调节来实现舒适性的提升。
因此，智能温控系统的发展前途广阔。
总之，通过单片机技术的应用，可以实现智能温控系统的设计，这样的设计不仅降低了使用成本，提高使用效率，还具有自动化、智能化、人性化的特点，深受人们欢迎。
采用半导体制冷片的温控系统的设计
采用半导体制冷片的温控系统的设计半导体制冷片的温控系统是一种常见的用来控制温度的技术，它利用半导体物质的特性，通过通过电流的通过来实现温度的控制。
首先，我们需要了解半导体制冷片的工作原理。
半导体制冷片是一种基于Peltier效应的制冷技术。
当电流通过半导体材料时，热量会从一个一端吸收，然后从另一端释放。
这样就可以实现温度的调控。
在设计温控系统时，我们需要考虑以下几个方面：1.温度传感器：温度传感器用于感知当前的温度值并将其传递给控制器。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻等。
2.控制器：控制器是整个系统的核心，它会根据传感器得到的温度值来判断是否需要制冷或制热。
根据温度变化的速度和幅度来调整半导体制冷片的电流，以实现精确的温度控制。
3.电源：半导体制冷片需要一个特定的电源来提供工作电流。
一般情况下，我们会使用可调电源来提供合适的电流给制冷片。
4.散热器：半导体制冷片在工作过程中会产生大量的热量，为了保持制冷系统的稳定性，我们需要使用散热器将多余的热量散发出去。
在实际的应用中1.常规型：常规型温控系统使用一个PID控制器或者其他类似的控制算法来实现温度的调控。
PID控制算法根据当前的温度误差、误差的变化速度和误差的累积值来调整半导体制冷片的工作电流，以达到温度的稳定控制。
2.自适应型：自适应型温控系统则是根据实际的温度变化情况来自动地选择合适的控制策略。
例如，系统可以根据当前的温度变化速度和幅度来自动调整控制算法的参数，使得温度的控制更为精确。
在设计半导体制冷片的温控系统时，我们需要根据具体的应用需求来选择合适的温控策略，并进行相应的硬件和软件设计。
同时，我们还需要对温控系统进行充分的测试和验证，以确保系统的稳定性和可靠性。
总结而言，半导体制冷片的温控系统是一种实现温度控制的重要技术，它可以广泛应用于各种需要精确温度控制的领域。
在设计温控系统时，我们需要考虑传感器、控制器、电源和散热器等关键因素，并选择合适的控制算法来实现稳定的温度调控。
基于STM32单片机的智能温度控制系统的设计
0 引言温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个普遍应用的参数。
因此，温度控制是提高生产效率和产品质量的重要保证。
温度控制的发展引入单片机后，可以降低对某些硬件电路的要求，实现对温度的精确控制。
本文设计的温度控制系统主要目标是实现温度的设定值显示、实际值实时测量及显示，通过单片机连接的温度调节装置由软件与硬件电路配合来实现温度实时控制；显示可由软件控制在LCD1602中实现；比较采集温度与设定阈值的大小，然后进行循环控制调控，做出降温或升温处理；同时也可根据判断发出警报，用以提高系统的安全性[1-5]。
图1 系统总体框图 1 系统总体设计本设计以STM32F103RTC6单片机为核心对温度进行控制，使被控对象的温度应稳定在指定数值上，允许有1℃的误差，按键输入设定温度值，LCD1602显示实际温度值和设定温度值。
2 系统硬件设计图2 系统硬件电路图display , PTC heater and semiconductor cooler, and realizes the temperature control on the hardware equipment of the self-made analog small constant temperature box� Experimental results show that the design has the advantages of convenient operation, accurate temperature control and intelligence�Keywords: Temperature control ; STM32;Intelligent基金项目：湖北省教育厅科学技术研究项目（B2018448）。
之间有一个点距的间隔，两行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。
由于LCD1602所需电压为5V，因此它与3.3V 的单片机连接需要将STM32设置为开漏输出，且连接5V 的上拉电阻提高电平。
半导体温度计的设计实验步骤
半导体温度计的设计实验步骤引言：半导体温度计是一种通过半导体材料的电阻随温度变化而变化来测量温度的仪器。
它具有响应速度快、精确度高、体积小等优点，广泛应用于工业控制、医疗设备、消费电子等领域。
本文将介绍半导体温度计的设计实验步骤。
一、准备实验材料和仪器1. 半导体材料：选择一种适合的半导体材料作为温度敏感元件，常见的有硅、锗等。
2. 电阻计：用于测量半导体材料的电阻值。
3. 温度控制器：用于控制实验室的温度，保证实验环境的稳定性。
4. 多用电表：用于测量电阻计和温度控制器的输出电压。
二、搭建实验电路1. 将半导体材料连接到电路中，一般采用电桥电路或电压分压电路。
2. 使用导线将电阻计和温度控制器与电路连接，确保电路的通电和测量正常。
三、调试实验电路1. 将温度控制器设定为一个固定的温度值，例如25摄氏度。
2. 使用多用电表分别测量半导体材料的电阻值、电阻计的输出电压和温度控制器的输出电压，并记录下来。
3. 将温度控制器的设定温度逐步增加，如30摄氏度、35摄氏度等，重复步骤2。
四、绘制温度与电阻的关系曲线1. 将实验数据整理成表格或图表，其中横轴表示温度，纵轴表示电阻值。
2. 使用拟合曲线的方法，将实验数据拟合成一条曲线。
常用的拟合方法有线性拟合、多项式拟合等。
五、验证实验结果1. 将温度控制器设定为一个新的温度值，如40摄氏度。
2. 使用实验得到的拟合曲线，计算出对应的电阻值。
3. 使用电阻计测量半导体材料的实际电阻值，并与计算结果进行比较。
六、分析实验结果1. 比较实际测量值和计算值的差异，并分析可能的原因。
2. 讨论实验结果的可靠性和精确度，提出改进的建议。
七、总结半导体温度计的设计实验步骤主要包括准备实验材料和仪器、搭建实验电路、调试实验电路、绘制温度与电阻的关系曲线、验证实验结果和分析实验结果。
通过实验得到的温度与电阻的关系曲线可以用于后续的温度测量和控制工作。
半导体温度计作为一种常用的温度测量仪器，在工业和科研领域具有广泛的应用前景。
大学物理 实验6-8半导体温度计设计
实验6-8 半导体温度计的设计一、 实验目的(1)、了解半导体温度计的基本原理并设计半导体温度计。
(2)、了解非平衡电桥的工作原理及其在非电量电测量中的应用。
二、实验原理半导体温度计是利用半导体的电阻随温度的变化而发生急剧变化的特性而制作的。
因而测量半导体温度计的阻值就可以确定其温度，这种测量方法通常叫做非电量电测法。
半导体热敏电阻的阻值与温度的关系为exp(/)Rt A B T ，其中，A 、B 为与半导体热敏电阻有关的常数，T 为绝对温度。
半导体热敏电阻的电阻温度特性曲线为图6-25所示。
图6-25 半导体热敏电阻的电阻－温度曲线 图6-26 半导体热敏电阻的伏安特性曲线 由于采用非电量的电测法测量半导体材料的阻值，因此还需要了解半导体热敏电阻的伏安特性，其伏安特性曲线如图6-26所示。
其中在刚开始的一段特性曲线a 是线性的。
这是因为电流小时，在半导体材料上消耗的功率不足以显著的改变热敏电阻的温度，因而，这一段符合欧姆定律，当电流增加到使热敏电阻的温度高于周围介质的温度时，其阻值就下降，于是伏安特性曲线是bc 段。
要使热敏电阻用于温度测量，必须要求其阻值只随外界温度的改变而变化，与通过它的电流无关。
因此，其工作区域必须在伏安曲线的直线部分。
实验电路如图6-27所示。
图6-27 实验电路原理图图中G为微安计，R t为热敏电阻。
当电桥平衡时，微安计读数为零，此时满足R1/R2=R3/R t.。
若取R1＝R2，则R3的数值就等于R t的数值。
电桥平衡后，其中若某一臂的电阻发生变化（如R t），则平衡将受到破坏，微安计中将会有电流通过。
若电桥电压、微安计的内阻R g、电桥各臂电阻（R1、R2、R3）固定，则可以根据微安计的读数I g的大小计算出R t，再根据热敏电阻的电阻－温度特性曲线测量其对应的温度值，实现对温度的测量。
因此，为使半导体热敏电阻阻值标志温度值，试验中首先要选定电路中E、R1、R2、R3各量，选定方法如下：根据所设计的半导体温度计的测温范围t1～t2，由热敏电阻－温度曲线，查出对应的热敏电阻阻值的下限值R t1和上限值R t2，当热敏电阻阻值为R T1时，使电桥处于平衡状态（I g＝0）；若取R1＝R2、R3＝R T1，则R3就是热敏电阻处于测温量程下限温度的电阻值。
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半导体温度控制仪软硬件设计1.1系统的性能要求及特点1.1.1功能要求半导体温度控制仪应能达到以下功能要求：(1)可以人为方便地设定所需控制的温度值，温控仪器能自动将电炉加热至此设定值并能保持，直至重新设定为另一温度值；(2)能够单独实现测量电炉温度的作用；(3)整套仪器可靠性好，设计不易出故障；(4)具有自动加热保护功能的安全性要求。
如果实际测得的温度值超过了系统要求的温度范围，单片机就会发出指令，从而进行超温或者降温保护；(5)能够实现系统软件的在线升级，无需对温控仪拆卸即可完成软件的升级及在线调试；(6)尽量采用典型、通用的器件，一旦损坏，易于在市场上买到同样零部件进行替换。
1.1.2系统特点基于上述功能要求及智能仪表应具有的体积小、成本低、功能强、抗干扰并尽可能达到更高精度的要求。
本系统在硬件设计方面具有如下特点：本温度控制仪的面板设计遵循简洁实用的原则，为便于使用人员的操作，系统采用了非固定键值意义的状态键盘，一键多用。
系统软件可根据当前所处状态，自动确定键值的具体含义。
以往单片机系统在软件升级及故障调试时，必须将CPU芯片从系统板上拆下来进行软件固化。
针对这种弊端，系统硬件设计时预留有程序下载接口，可以在不拆下CPU芯片的情况下直接进行软件升级和在系统调试，以方便日后的软件维护和功能调试。
整个系统遵循了冗余原则及以软代硬的原则，并尽可能选用典型、常用、易于替换的芯片和电路，为系统的开放性、标准化和模块化打下良好基础。
系统扩展和配置在满足功能要求的基础上留有适当裕量，以利于扩充和修改[17][18]。
1.2系统的硬件总体结构半导体温度控制仪的硬件电路主要由单片机系统、温度采样电路、温度设定电路、比例积分电路、TEC驱动电路、报警电路、键盘显示电路以及接口电路组成。
温度采样电路包括温度传感器、信号放大电路以及A/D转换电路。
温度传感器采集来的信号经信号放大电路放大后，经过A/D转换后送单片机作处理。
经过单片机分析后，进行相应的处理，发出控制信号通过驱动电路控制TEC加热或制冷。
蜂鸣器的设置是为了给温度控制仪器增加双保险，当单片机驱动电路升/降温失败，超过预定的温度就将报警提醒。
键盘显示是用户与温控仪交互的界面。
用户通过键盘对温控仪进行操作，通过显示得到温控仪的状态以及温控结果。
整个系统是在单片机的控制下运行的。
同时单片机也可以通过接口电路与上位机通讯。
系统的原理框图如图3-1所示。
图3-1 系统原理框图1.3 单片机系统1.3.1单片机的选择在系统的设计中，选择合适的系统核心器件就成为能否成功完成设计任务的关键，而作为控制系统核心的单片机的选择更是重中之重。
目前各半导体公司、电气商都向市场上推出了形形色色的单片机，并提供了良好的开发环境。
选择好合适的单片机可以最大地简化单片机应用系统，而且功能优异，可靠性好，成本低廉，具有较强的竞争力。
目前，市面上的单片机不仅种类繁多，而且在性能方面也各有所长。
一般来说，选择单片机需要考虑以下几个方面：（1）单片机的基本性能参数。
例如指令执行速度，程序存储器容量，I/O 引脚数量等。
（2）单片机的增强功能。
例如看门狗、多指针、双串口等。
（3）单片机的存储介质。
对于程序存储器来说，Flash存储器和OTP（一次性可编程）存储器相比较，最好是Flash存储器。
（4）芯片的封装形式。
如DIP（双列直插）封装，PLCC（PLCC有对应插座）封装及表面贴附等。
（5）芯片工作温度范围符合工业级、军工级还是商业级。
如果设计户外产品，必须选用工业级。
（6）芯片的功耗。
比如设计并口加密狗时，信号线取电只能提供几mA 的电流，选用STC 单片机就是因为它能满足低功耗的要求。
（7）供货渠道是否畅通、价格是否低廉。
（8）技术支持网站的速度如何，资料是否丰富。
包括芯片手册，应用指南，设计方案，范例程序等。
（9）芯片保密性能好、单片机的抗干扰性能好。
STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。
它在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容，DIP40封装系列与8051为pin-to-pin 兼容。
STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz)，低功耗，在系统/在应用可编程(ISP ，IAP),不占用户资源。
根据本系统的实际情况，选择STC89C52单片机，引脚见图3-2。
1.3.2 存储器芯片的选择本系统需要的存储容量不大，且要求存储器要具有掉电不丢失的特点，增加外部存储器既增加系统的体积，又增大系统的功耗，所以最好能用一片高速的串行存储器来存储数据。
综合以上因素，对比国内市场土的非易失性存储器，而24C08EEPROM 存储器芯片以其优越的表现进入我们的视线。
24C08存储器具有容量较大、功耗低、体积小的突出优点，而且其性价很高，因此我们决定选用24C08 EEPROM 存储器芯片做为系统的数据存储器。
1.3.3 单片机IO 口扩展及外部存储器电路由于液晶显示和USB 芯片需要大量的IO 口，所以采用一片8255来进行IO 口扩展。
8255是单片机应用系统中广泛采用的可编程外部IO 口，扩展芯片。
它有3个8位并行IO 口，每个口可以有3种工作方式。
其中的WR\是写信号输入端，RD\是读信号输入端，A1A0用于决定端口的地址。
单片机系统及外部存储器电路如图3-3所示[19]。
图 3-2 STC89C52芯片引脚及功能图3-3 单片机系统电路图1.4 USB 数据传输接口电路USB 接口是近年来应用在PC 领域的新型接口技术，它基于单一的总线接口技术来满足多种应用领域的需求。
它的即插即用、支持热插拔、易于扩展等特性极大的方便了用户的使用，使其成为开发虚拟仪器接口的首选，具有极好的应用前景。
图3-4 PDIUSBD12芯片功能方框图 在进行任何USB 设备开发之前，首先应选择适合的USB 控制器芯片。
目前市场上供应的USB 控制器主要有两种：带USB 接口的单片机和纯粹的USB 接口上行端口芯片。
带USB接口的单片机从应用上可分为两类：一类是从底层设计专用于USB 控制的单片机；另一类是增加了USB接口的普通单片机，选择这类USB控制器的最大好处是开发者对系统结构和指令集非常熟悉，开发工具简单，但对于简单或低成本系统，价格高将会是最大的障碍。
纯粹的USB接口芯片仅处理USB 通信，必须有个外部微处理器来进行协议处理和数据交换。
纯粹的USB接口芯片主要特点是价格便宜、接口方便、可靠性强，尤其适用于产品的改型设计。
典型的产品有Philips公司的PDIUSBD11/12、NS公司的USBN9603/9604(并行接口)、NetChip公司的NET2888。
这里选择功能强大、支持总线供电和设备自供电两种方式的PDIUSBD12作为接口芯片来设计USBS设备接口，功能模块见图3-4。
PDIUSBD12是PHILIPS在USB1.1协议设备端使用最多的芯片之一，此芯片是带有并行总线和局部DMA传输能力的全速USB接口器件。
片内集成了高性能的USB接口器件、SIE、FIFO存储器以及电压调整器等，可与任何外部微控制器/微处理器实现高速并行接口。
3-5 USB接口电路图PDIUSBD12是一款性价比很高的USB器件，它采用28PIN脚模式,有SO28和TSSOP28封装，SIE实现了全部的USB协议层，且完全由硬件实现而不需要固件的参与。
其具体功能如下：同步方式识别、并/串转换、比特填充/解填充、CRC校验/生成、PID确认/生成、地址识别和握手信号的鉴定/生成、批处理数据传输可达1MB/s,3±0.3V双极性输入范围,可接受4.5～5.5V工作电压、工业级标准工作环境温度范围为-40～+85℃。
利用该芯片可以高效地完成微控制器所送出的信号到USB 规范的信号的转换。
而本设计所需要的USB 接口芯片需要纯粹的USB 接口芯片，而且要求带有并行总线，价格便宜、接口方便以适合做课题设计用，而PDIUSBD12芯片正是一款合适的USB 接口芯片，则本系统选择了PDIUSBD12芯片进行设计。
图3-5为USB 接口电路图。
1.5 温度获取与采样电路3.5.1温度传感器信号采集放大电路图3-6 信号放大电路图当受控对象温度发生变化时，铂电阻的阻值随之发生变化。
在电路中表现为铂电阻两端的电压发生变化。
因此，我们只需采集铂电阻两端的电压变化情况即可推算出温度的变化。
但由于铂电阻的温度系数比较小，铂电阻两端的电压变化情况不会很明显。
所以在电路中我们使用放大电路将铂电阻两端电压放大后进行处理。
温度传感器信号采集放大电路如图3-6所示。
电路中，铂电阻两端的电压 R R R U tt +=1115.2 (3-1) 把公式（2-7）代入得()()t B At R R t B At R U 2011201115.2+++++= (3-2) 1.5.2 A/D 的选择传感器信号经采集放大后，仍是模拟信号，单片机不能直接处理。
因此需要A/D转换电路将模拟信号转换成数字信号，以便单片机对温度采样值进行显示和存储。
半导体温度控制仪温控精度为0.2℃，因此采样温度的分辨率不能低于0.2℃，对应的电压为0.0008V。
因此所选用的A/D位数n应该满足2.5/2n ≤0.0008，即n≥11.6。
在本系统A/D转换芯片选用ADS8321。
ADS8321是一种高速、低功耗的16位串行逐次逼近型A/D转换芯片。
其转换速率最大可达到100KHz。
其电路连接简单，由于采用串行结构，可以较少地占用单片机资源。
A/D转换的电路原理图如图3-7所示。
图3-7 ADC8321转换电路图其中，基准电压使用的是2.5V基准电压源，片选和时钟信号由单片机给出。
输出数字信号与输入模拟信号的关系如表3-1所示。
表中的输入指的是+IN和-IN两管脚之间的电压差。
由于电路采用的是单端输入，其负输入端接固定电压2.5V，所以其输入电压范围为0-5V。
1.6 温度设定电路1.6.1 D/A转换电路根据资源合理利用的原则，D/A芯片选择8571，它为宽工作电压，单输出通道，串行接口16位D/A转换器，性能稳定，价格便宜。
D/A转换电路的作用是将设定的温度值转换成模拟电压。
电路原理图如图3-8所示。
在本系统中使用16位串行D/A转换器。
其输出电压可由下式确定图3-8 DA8571电路图2*N D V V ref out = (3-4) 其中D 为数字量输入，N 为16。
1.6.2差分放大电路在本系统中，对温度的控制不是根据设定的温度值，而是根据设定值与采样值的偏差，当偏差大于0时加热，反之制冷。
因此需要一个差分放大电路来求出这个偏差。
差分放大电路的原理图如图3-9所示[22]。