基于μC/OS-II的智能拆焊、回流焊溫度控制系統

　　2.4 執行電路

　　該設計的執行電路如圖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(pán)接口，網(wǎng)絡(luò )標號KONG1和KONG2接ARM的兩個(gè)控制引腳。當ARM測到當前溫度低于溫度曲線(xiàn)上的對應溫度(即當前需要加熱到的溫度)時(shí)ARM處理器便讓對應的控制端口置零，此時(shí)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(shí)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(pán)或燈頭便開(kāi)始加熱工作。類(lèi)似的道理，當ARM的控制端給出低電平時(shí)，對應的可控硅截止，燈頭或電熱盤(pán)停止加熱。

　　圖4 執行模塊電路圖。

　　2.5 人機交互界面

　　這部分作為人機接口，主要實(shí)現與本設計系統的交流，由液晶顯示屏(128×64)和獨立鍵盤(pán)構成。操作者可通過(guò)鍵盤(pán)選擇功能，讓系統執行特定命令或進(jìn)入特定狀態(tài)，而系統則通過(guò)液晶顯示屏告訴操作者其所處的狀態(tài)或溫度曲線(xiàn)。從而實(shí)現可視性的人工操作與實(shí)時(shí)的輸出顯示。

　　3 軟件設計

　　3.1 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-II

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

　　編完程序在調試過(guò)程中經(jīng)常會(huì )遇到程序跑飛或陷入死循環(huán)等問(wèn)題，但本系統嵌入了μC/OS-II操作系統，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(pán)掃描任務(wù)、數據處理運算任務(wù)、終端控制任務(wù)、溫度采集任務(wù)，每個(gè)任務(wù)相對獨立。然后在每個(gè)任務(wù)中設置超時(shí)函數，時(shí)間用完以后，任務(wù)必須交出CPU的使用權。即使一個(gè)任務(wù)發(fā)生問(wèn)題，也不會(huì )影響其它任務(wù)的運行。這樣既提高了系統的可靠性，也使得調試程序變得容易。

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

　　3.2 程序流程圖

　　圖5 程序流程圖

　　4 結束語(yǔ)

　　本設計實(shí)現了以下幾個(gè)方面的功能：

　　(1)系統在軟件上以μC/OSII實(shí)時(shí)系統為系統平臺，以ADS1.2為編譯器開(kāi)發(fā)了適用于拆焊、回流焊工業(yè)控制系統的軟件，軟件內核采用多任務(wù)設計構架，將控制過(guò)程劃分成多個(gè)任務(wù)，按照優(yōu)先級的方式輪流工作，體現了實(shí)時(shí)系統任務(wù)分配合理、響應快、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(diǎn)，以適應系統溫度受控對象慣性大、滯后性強的特性，使系統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?xún)r(jià)比。

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

　　電子時(shí)代的到來(lái)對回流焊機、拆焊臺的需求越來(lái)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(jìn)作用。