基于FPGA的智能温度控制器设计

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在空间生命科学模拟地面生命培养实验中,温度对于生命的生长和存活有至关重要的影响。同时由于空间、体积、电功率的限制,选择芯片级温度控制器就变得至关重要。本设计采用数字温度传感器DS18B20为温度采集器,采用FPGA实现芯片化的智能温度控制器。根据PID算法具有并行运算的特点,运用FPGA实现并行结构的PID温度控制器,这样不仅可以解决一般温度控制器的结构复杂、控制性能差的缺点,还可以提高运行速度。使用Matlab对PID的各种算法进行仿真,选择一种适合本设计的控制方法,采用Verilog VHDL语言进行编程,生成控制模块、温度采集器等。利用功率继电器的通断作为自动开关,控制设定值与控制输入量的关系,通过串口模块和上位机进行通讯,进一步实现在用户操作界面上进行在线修改,时间采样、图形显示、数据保存等功能。结果表明,该温度控制系统,测温范围在-55℃~+125℃,其中-10C~+100℃时精度为±0.5℃。
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