上海博迅采用 Keil uVision5 集成編譯環(huán)境和 C 語(yǔ)言來(lái)對(duì)系 統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)完成了對(duì)溫度信號(hào)的測(cè)量和控制。它 需要的基本功能包括溫度信號(hào)采集、A/D 轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理、溫 度顯示和數(shù)據(jù)傳輸。溫度采集模塊需要完成溫度測(cè)量和 A/D 轉(zhuǎn) 換。溫度采集程序需要完成初始化傳感器、寫(xiě)命令、寫(xiě)數(shù)據(jù)以 及讀數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)處理程序主要是對(duì)測(cè)量到的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制。主程序要完成初始化系統(tǒng)和控 制電阻爐開(kāi)關(guān)的工作 ；子程序需要完成測(cè)量爐溫、輸入鍵盤(pán)、 顯示 LCD、控制 PID 和控制 PWM 等工作。

1. LM016L 顯示模塊程序 與七段數(shù)碼管相比，液晶屏 LM016L 可以把測(cè)量值、設(shè)定 值、文字以及 PID 的參數(shù)都顯示到屏幕上，使工作人員更直觀 地觀測(cè)到所需要的信息。但是 LM016L 的編程復(fù)雜，LM016L 進(jìn)行初始化的流程如下：1） 先延時(shí)，寫(xiě) 0X38 命令字。2） 再進(jìn) 行延時(shí)。3） 寫(xiě) 0X0C 命令字。4） 寫(xiě) 0X06 命令字。5） 寫(xiě) 0X01 命令字。6） 寫(xiě) 0X80 命令字。

2. 鍵盤(pán)輸入模塊程序 鍵盤(pán)輸入作為人機(jī)交互電路中的輸入模塊，在系統(tǒng)中起了 很大的作用，它可以用來(lái)控制基于電阻爐的輸入以及調(diào)節(jié)控制 參數(shù)。鍵盤(pán)輸入模塊的流程圖如圖 1 所示。

3. 算法控制子程序 控制子程序包括 PWM 技術(shù)和 PID 算法。PWM 技術(shù)是 1 種脈沖寬度調(diào)制技術(shù)。利用 PWM 技術(shù)可以對(duì)幅值相同的脈沖 的寬度進(jìn)行調(diào)制，改變輸出電壓的大小，從而可以根據(jù)不同實(shí) 際溫度與目標(biāo)溫度的差來(lái)改變電阻爐輸出的功率 [5]。 PID 算法是 1 種控制算法，其中 P 是指比例，I 是指積分， D 是指微分。溫度控制系統(tǒng)利用測(cè)量的實(shí)際溫度與初始溫度值 進(jìn)行比較，并將它們的差作為 PID 控制的輸入。設(shè)時(shí)間為 t， e（t）為實(shí)際溫度與設(shè)定溫度值的偏差，則其輸出溫度 u（t） 與 e（t）的關(guān)系，如公式（2）所示。

 式中 ：Kp 為比例系數(shù) ；s 為復(fù)頻 ；Ti 為積分時(shí)間常數(shù) ；Td 為 微分時(shí)間常數(shù) ；U（s）為 u（t）的拉普拉斯變換 ；E（s）為 e（t）的拉普拉斯變換。想要合理地控制溫度就要合理地設(shè)置 比例系數(shù)，比例系數(shù)過(guò)大或者過(guò)小都不是設(shè)置比例系數(shù)的最 佳選擇，比例系數(shù)偏大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)制過(guò)快，因此會(huì)產(chǎn)生較 大的震蕩，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例系數(shù)過(guò)小又會(huì)使系統(tǒng)的 調(diào)節(jié)過(guò)慢。2 種選擇都會(huì)使系統(tǒng)的性能變差。因此比例系數(shù)太 大或太小都不是最佳選擇，應(yīng)該根據(jù)情況選擇最合適的方法 [6]。

 主程序

要實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐溫度的控制，就要完成主程序元器件的 初始化、定時(shí)器的初始化、調(diào)用子程序、LCD 子程序、溫度 控制電路以及報(bào)警等工作，同時(shí)讓循環(huán)在允許的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)， 并在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻跳出循環(huán)。

由此可以得出主函數(shù)的程序流程如下：1） 先進(jìn)行初始化。 2） 啟動(dòng)鍵盤(pán)掃描程序。3） 啟動(dòng) AD 采樣子程序。4） 啟動(dòng)溫度 顯示子程序。5） 檢測(cè)溫度是否越界，如果越界，那么報(bào)警電 路開(kāi)始工作 ；如果溫度沒(méi)有越界，則報(bào)警電路不工作。

6） 完 成 PID 子程序和 PWM 子程序，完成對(duì)溫度的反饋和調(diào)控。7）  控制電路的輸出電壓以及控制溫度的變化。