侯进旺，冯欣悦，化雪荟（佛山职业技术学院电子信息系，广东佛山528000）

基于单片机的微球腔温度控制系统的设计

侯进旺*，冯欣悦，化雪荟
（佛山职业技术学院电子信息系，广东佛山528000）

设计了基于ADS1247的铂电阻测温方案，将ADS1247输出的可编程恒定电流作为铂电阻激励源，并采用ADS1247集成的可编程放大器放大铂电阻的电压降，然后将放大器输出的信号进行24 bit模数转换。升降温通过BTS7960驱动芯片构成的半桥电路分别驱动加热片和制冷片。在控制策略上选用增量式数字PID算法，单片机ATmega128进行控制量计算，输出PWM信号控制驱动电路。电路结构简单，测量精度及稳定性好。软件上采用零点调准、查表和线性插值法进一步实现温度的精密测量。经长时间实验观测，测量误差在0.02℃内，系统温度控制精度优于0.1℃。

单片机；温度控制；精密测温；PID控制

光学微球腔是指半径从几微米到几百微米的球形光学谐振腔，通常使用的介电材料是二氧化硅等光学玻璃。近些年，光学微球腔由于具有极高的品质因数和较小的模式体积而受到日益广泛的关注［1］。微球腔的特性来源于其独特的回音壁模式WGM或WG（Whispering Gallery Mode）：光波在微球内表面上不断进行全反射，从而被约束在球内并沿球的大圆绕行［2-3］。高Q特性使微球腔广泛应用在要求极细线宽、极高能量密度和亮度或极细微探测能力的领域中，例如非线性光学和腔量子电动力学，以及窄带光学滤波、高灵敏度运动传感器和极低阈值激光器等［4-5］。在文章［6］中论证了微球腔作为高灵敏度温度传感器的可行性，温度的分辨率可以达到0.1℃。……