论文摘要：基于FPGA的 高精度温度控制设计

随着激光行业的迅猛发展，激光器内保持恒温是其必备的条件之一。近些年来，温度控制系统在激光领域应用相当广泛，由单片机作为处理器的温控系统已经不能满足所需温度的精度要求。而且单片机在高速数据采集处理和抗干扰性能上存在着诸多问题，本设计采用FPGA作为主处理器，由自定义的功能模块并辅以适当的软硬件资源，实现温度控制功能，以弥补单片机存在的种种不足。

首先，我们采用的是FPGA和传统的PID控制相结合的数字PID控制器作为系统控制器，并通过算法对传统数字PID控制进行优化，设计闭环负反馈控温系统。

其次，将温度传感器的模拟电压信号经过高精度AD转换芯片，转换成数字信号，送入到主控制芯片。采样得到的温度传感器数字信号与温度设置，在主控制芯片（FPGA）内进行误差析放大。再经过PID控制器处理调整，输出的PWM控制量，H桥型TEC驱动单元对激光元件进行加热或制冷。

最后，以 ACTEL Fusion AFS600 最小系统为基础设计出了实现温控系统其他功能模块（串口通信、I2C 存储电路、温度控制电路）硬件电路的设计。

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