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(shè)計(jì)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(luò)標(biāo)號(hào)KONG1和KONG2接ARM的兩個(gè)控制引腳。當(dāng)ARM測(cè)到當(dāng)前溫度低于溫度曲線上的對(duì)應(yīng)溫度(即當(dāng)前需要加熱到的溫度)時(shí)ARM處理器便讓對(duì)應(yīng)的控制端口置零，此時(shí)對(duì)應(yīng)的光電耦合器(US1或US2)的發(fā)射端工作，使接收端導(dǎo)通，這時(shí)電源電壓經(jīng)觸發(fā)二極管(DS1或DS2)和300Ω電阻后到達(dá)雙向晶閘管(QS1或QS2)的觸發(fā)極使其導(dǎo)通，這樣電熱盤或燈頭便開始加熱工作。類似的道理，當(dāng)ARM的控制端給出低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)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(jī)交互界面

　　這部分作為人機(jī)接口，主要實(shí)現(xiàn)與本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的交流，由液晶顯示屏(128×64)和獨(dú)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(jìn)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(shí)現(xiàn)可視性的人工操作與實(shí)時(shí)的輸出顯示。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II

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

　　編完程序在調(diào)試過程中經(jīng)常會(huì)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(gè)程序分成多個(gè)任務(wù)，包括液晶屏顯示任務(wù)、鍵盤掃描任務(wù)、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算任務(wù)、終端控制任務(wù)、溫度采集任務(wù)，每個(gè)任務(wù)相對(duì)獨(dú)立。然后在每個(gè)任務(wù)中設(shè)置超時(shí)函數(shù)，時(shí)間用完以后，任務(wù)必須交出CPU的使用權(quán)。即使一個(gè)任務(wù)發(fā)生問題，也不會(huì)影響其它任務(wù)的運(yùn)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(dāng)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(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)方面的功能：

　　(1)系統(tǒng)在軟件上以μC/OSII實(shí)時(shí)系統(tǒng)為系統(tǒng)平臺(tái)，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(wù)設(shè)計(jì)構(gòu)架，將控制過程劃分成多個(gè)任務(wù)，按照優(yōu)先級(jí)的方式輪流工作，體現(xiàn)了實(shí)時(shí)系統(tǒng)任務(wù)分配合理、響應(yīng)快、可移植性好的優(yōu)點(diǎn)。

　　(2)控制策略方案綜合考慮了模糊控制和PID控制的特點(diǎn)，針對(duì)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(yáng)兩種控制方法的優(yōu)點(diǎn)，以適應(yīng)系統(tǒng)溫度受控對(duì)象慣性大、滯后性強(qiáng)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(tái)于一體，使同一臺(tái)機(jī)子既能當(dāng)回流焊爐用，又能當(dāng)拆焊臺(tái)用，提高了硬件利用率和性價(jià)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(yù)熱，小巧多用，增加了測(cè)溫補(bǔ)償功能，可在高溫度環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

　　電子時(shí)代的到來對(duì)回流焊機(jī)、拆焊臺(tái)的需求越來越大，因此多功能智能拆焊、回流焊臺(tái)的設(shè)計(jì)將對(duì)電子工業(yè)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。