随着传感、检测、通信等领域中光电器件的广泛应用,半导体激光器(LD)以其微型高效、结构简单和价廉等优点而占据突出发展前景位置。但这种器件工作过程中产生的内部热量会严重影响其性能参数,造成系统工作的不稳定,严重影响系统中器件的寿命,所以必须对半导体激光器进行温度控制。本论文设计一种基于微控制器的高精度半导体激光器的温度控制系统,并针对半导体激光器恒温控制需要实时数据采集与精密控制的特点,利用MATLAB软件在计算机上建立半导体激光器温度调节模块的Simulink仿真模型。经几种算法的仿真和比较分析,选定采用模糊-Smith控制算法,其具有模糊算法调节时间短和超调量小的优点,同时也具有Smith算法鲁棒性好、稳态误差小和抗干扰性能好等优点。本论文在半导体激光器的温度控制系统以模块划分的基础上,分为硬件设计和软件设计两部分来阐述。其中硬件设计,采用了嵌入式(ARM)技术,系统的微控制芯片选用STM32F103VE。软件设计上,使用Real View MDK开发环境编译程序并通过JLINK下载器将系统的各部分程序载入微控制器,从而实现各模块的功能。本论文对整个温控系统进行了实验测试和系统的性能指标分析,结果表明：该系统的控制精度约为0.2℃,稳定度约为0.01℃,控温范围约为10℃-40℃。本温控系统结构简单、成本较低,并能满足半导体激光器恒温控制的要求。