一種基于K60的氙燈電源控制系統的設計方案

3、人機交互接口

隨著(zhù)科技的發(fā)展，友好的人機接口，可視化界面已經(jīng)成為各種數字控制產(chǎn)品的必要功能，本設計中采用了12864液晶顯示電路，液晶模塊可通過(guò)微控制器 8位并口寫(xiě)入數據。12864液晶帶有中文字庫，可以顯示絕大部分字符，符號和文字?？煞炙男酗@示，每行可顯示8個(gè)漢字或者16個(gè)字符。鍵盤(pán)接口電路一端接5V電壓，另一端通過(guò)上拉電阻直接微控制器I/O相連，將微控制器接口配置為輸入，不上拉，通過(guò)軟件程序掃描I/O的狀態(tài)，當按鍵未按下時(shí)，I/O口為低電平。當按鍵按下時(shí)，I/O口為高電平。通過(guò)這種方法實(shí)現按鍵檢測。

軟件設計

本設計程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，代碼執行效率高，可讀性好，代碼的移植性強。

1、軟件整體設計方案

如圖5所示為程序流程圖，初始化部分主要是對A/D采樣，D/A模塊，PWM模塊，定時(shí)器以及微控制器I/O口等初始化。微控制器不斷掃描按鍵，檢測按鍵是否按下。啟動(dòng)成功后，程序通過(guò)對微控制器片內FLASH的讀寫(xiě)實(shí)現掉電數據保存，達到累計時(shí)間的功能通過(guò)對液晶的讀寫(xiě)操作，實(shí)現顯示功能。

2、電流和光的反饋控制算法

氙燈光源的工作需要穩定的直流電源，電流波動(dòng)越小，光強越穩定，所以在設計中應進(jìn)可能的使電流達到恒定。每一次調節電流之后，也應使電流盡快的達到設定值并保持穩定。電流調節電路是通過(guò)D/A模塊和運放完成的。當調節設定電流大小時(shí)，D/A輸出相應變化，經(jīng)運放比較后輸出，使氙燈回路的電流相應增大或減小，并最終趨于穩定。電流反饋調節控制算法框圖如圖6所示。

反饋回路只采用了PID控制算法中斷P系數控制，P為比例系數，P越小，電流跟隨的越慢，但是精度較高，P越大，電流跟隨的雖然很快，但是精度不能很好的保證。所以必須通過(guò)反復試驗，選取合適的P值。

本系統中最適合的P值取0.15,使電流調節過(guò)程的快速性、準確性以及穩定性得以保證。光反饋原理和電流反饋類(lèi)似，采樣時(shí)利用光電池將光信號轉化成電信號，經(jīng)過(guò)信號處理并放大至同采樣基準相當的量級，保證采樣精度。實(shí)驗結果

為了驗證系統電流反饋控制算法的有效性和必要性，分別在帶有電流反饋與不帶電流反饋兩種情況下，對氙燈啟動(dòng)后回路電流進(jìn)行測量實(shí)驗，取得測量數據，并用MATLAB繪制了電流隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖7、8所示。

為了驗證光輸出的穩定性，分別在帶有光反饋和不帶光反饋，兩種情況下，對氙燈啟動(dòng)后光照強度進(jìn)行測量實(shí)驗，取得測量數據，繪制曲線(xiàn)如圖9、10所示。

實(shí)驗結果表明，電流反饋控制算法有效地抑制了電流的波動(dòng)。不帶光反饋時(shí)，光強隨時(shí)間有明顯波動(dòng)，而帶有光反饋時(shí)，輸出的光強度基本達到穩定，滿(mǎn)足使用要求。