基于μC/OS-II的智能拆焊、回流焊溫度控制系統(tǒng)

　　2.4 執(zhí)行電路

　　該設計的執(zhí)行電路如圖4所示。其中PL端口接控制指示燈，PS1為AC220接口，PS2為燈體接口，PS3為電熱盤接口，網(wǎng)絡標號KONG1和KONG2接ARM的兩個控制引腳。當ARM測到當前溫度低于溫度曲線上的對應溫度(即當前需要加熱到的溫度)時ARM處理器便讓對應的控制端口置零，此時對應的光電耦合器(US1或US2)的發(fā)射端工作，使接收端導通，這時電源電壓經(jīng)觸發(fā)二極管(DS1或DS2)和300Ω電阻后到達雙向晶閘管(QS1或QS2)的觸發(fā)極使其導通，這樣電熱盤或燈頭便開始加熱工作。類似的道理，當ARM的控制端給出低電平時，對應的可控硅截止，燈頭或電熱盤停止加熱。

　　圖4 執(zhí)行模塊電路圖。

　　2.5 人機交互界面

　　這部分作為人機接口，主要實現(xiàn)與本設計系統(tǒng)的交流，由液晶顯示屏(128×64)和獨立鍵盤構(gòu)成。操作者可通過鍵盤選擇功能，讓系統(tǒng)執(zhí)行特定命令或進入特定狀態(tài)，而系統(tǒng)則通過液晶顯示屏告訴操作者其所處的狀態(tài)或溫度曲線。從而實現(xiàn)可視性的人工操作與實時的輸出顯示。

　　3 軟件設計

　　3.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II

　　μC/OS-II是一個基于搶占式的實時多任務內(nèi)核，可固化、可剪裁、具有高穩(wěn)定性和可靠性。實時操作系統(tǒng)的使用，能夠簡化嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)，有效地確保穩(wěn)定性和可靠性，便于維護和二次開發(fā)，除此以外，μC/OS-II的鮮明特點就是源碼公開，便于移植和維護，可裁剪性強。

　　編完程序在調(diào)試過程中經(jīng)常會遇到程序跑飛或陷入死循環(huán)等問題，但本系統(tǒng)嵌入了μC/OS-II操作系統(tǒng)，把整個程序分成多個任務，包括液晶屏顯示任務、鍵盤掃描任務、數(shù)據(jù)處理運算任務、終端控制任務、溫度采集任務，每個任務相對獨立。然后在每個任務中設置超時函數(shù)，時間用完以后，任務必須交出CPU的使用權(quán)。即使一個任務發(fā)生問題，也不會影響其它任務的運行。這樣既提高了系統(tǒng)的可靠性，也使得調(diào)試程序變得容易。

　　當然有利必有弊，在系統(tǒng)中嵌入μC/OS-II必將增加系統(tǒng)的開銷，這需要系統(tǒng)有足夠的RAM空間。在本系統(tǒng)中采用了ARM7(LPC2103)，帶有8k的RAM，再加上我們選擇操作系統(tǒng)的功能也不多(μC/OS-II操作系統(tǒng)可裁剪)，8k的RAM已足夠用。

　　3.2 程序流程圖

　　圖5 程序流程圖

　　4 結(jié)束語

　　本設計實現(xiàn)了以下幾個方面的功能：

　　(1)系統(tǒng)在軟件上以μC/OSII實時系統(tǒng)為系統(tǒng)平臺，以ADS1.2為編譯器開發(fā)了適用于拆焊、回流焊工業(yè)控制系統(tǒng)的軟件，軟件內(nèi)核采用多任務設計構(gòu)架，將控制過程劃分成多個任務，按照優(yōu)先級的方式輪流工作，體現(xiàn)了實時系統(tǒng)任務分配合理、響應快、可移植性好的優(yōu)點。

　　(2)控制策略方案綜合考慮了模糊控制和PID控制的特點，針對模糊控制在控制精度上的不足，采用模糊-PID混合控制的方式，充分發(fā)揚兩種控制方法的優(yōu)點，以適應系統(tǒng)溫度受控對象慣性大、滯后性強的特性，使系統(tǒng)在控制策略上有了很大的改善。

　　(3)集回流焊爐和拆焊臺于一體，使同一臺機子既能當回流焊爐用，又能當拆焊臺用，提高了硬件利用率和性價比。

　　(4)采用高精度智能8段可編程控制全程控制，即開即用，無需預熱，小巧多用，增加了測溫補償功能，可在高溫度環(huán)境下穩(wěn)定運行。

　　電子時代的到來對回流焊機、拆焊臺的需求越來越大，因此多功能智能拆焊、回流焊臺的設計將對電子工業(yè)的發(fā)展有很大的促進作用。