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CB3LP芯片在温度控制系统中的应用设计

  CB3LP芯片具有本质抗干扰能力,任何用单片机构造的模糊控制器都不能与之比拟。对于时变参数、时变大纯滞后难控被控对象,CB3LP控制波动小于0.2%;对于易控被控对象,CB3LP控制波动小于0.1‰。CB3LP外接一只电容和两只二极管与内电路构造智能积分运算,实现控制无静差;在线自动调整(嵌入单片机实施)或离线人工调整CB3LP外接电阻,使控制响应动态性能最优化;CB3LP动、静态控制品质优于模糊控制;在线(或离线)调整控制性能简单;抗干扰能力强。由于有这么多明显的技术优势,其应用范围很广,普遍应用于高精度控制时变参数、时变大纯滞后等难控对象;也可以替代PID控制器高精度控制易控被控对象。
  CB3LP是函数型模糊控制芯片,它集成了一个函数化模糊推理,即直觉智能控制函数,一个运算放大器和一个PWM发生器,用于构造智能控制器。CB3LP的控制给定输入和反馈输入均为模拟电压信号;控制输出分为模拟和PWM两路输出,客户自选;通过改变外电路器件,可以加入双模态控制和智能积分运算。
  荧光定量PCR系统由基本PCR、荧光检测和上位机等部分组成。基本PCR是此仪器的基础,包括半导体制冷片、温度采集与处理等部分,必须具有精确控温、快速升降温、温度均匀一致等PCR仪的基本要求,保证PCR过程的顺利完成。荧光检测部分包括激励光源、光电倍增管、信号采集与处理等部分。上位机部分包括数据采集和系统分析软件,主要负责从下位机采集数据,形成实时图形,并进行数据处理和图形分析,得到目标DNA片段的含量和其他检测报告信息等;同时,在上位机里,根据所测样品的PCR反应条件,设置相应的温度参数、控温时间以及循环次数等,然后使系统进入快速升温、恒温、快速降温、恒温等PCR循环过程,直至所有的循环结束。
  CB3LP芯片在温度控制系统中,上位机通过串口发出给定温度信号给单片机,经DAC芯片(AD667)转换成模拟信号,由双运放LM358放大后,加到CB3LP芯片的控制给定输入端;同时,测温电桥将PT100铂电阻转变成微弱的电压信号,经过三运放INA118和两级单运放3140放大后,分两路输出,一路到CB3LP芯片,另一路到ADC芯片AD574,转换成数字信号后送至单片机和设定温度进行比较,控制单片机输出加热、制冷控制信号。最后,再通过光耦和CB3LP芯片输出的PID控制信号混合输出已经PID调节好的加热、制冷控制信号给半导体制冷片的电源换向电路,实现制冷片的加热和制冷精确控温。
  由ATMEL 89C52组成了单片机系统,AD和DA部分都使用了12bit转换芯片(AD芯片AD574A,DA芯片DA667)以提高控温精度。AD574A是单片高速12位逐次比较型A/D转换器,内置双极性电路构成的混合集成转换芯片,具有外接元件少、功耗低、精度高等特点,并且具有自动校零和自动极性转换功能,只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换器。AD574A共有12根数据线,AT89C52的P0与AD574的高8位数据线直接相接,AD574A的低4位数据线与单片机的高半4位P0.4?P0.7直接相接,数据的读取是依靠单片机的控制线进行分时选通进行。

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