有的启动通道跳转到第二步，循环两次，温度梯度为，时间梯度为结束标志。其中，温度及时间的表示方式均为进制数，温度精确到，时间精确到秒，而跳转命令的格式是跳转目标循环次数温度梯度时间梯度，其中，由于温度梯度及时间梯度既可能是正的也可能是负的，所以均采用了偏移的处理方式，表示，表示，表示，直到表示，而表示，表示，表示，温度梯度精确到，时间梯度精确到。其他命令的使用方式在注释中及上述说明中有举例过，这里不赘述。此外，为测试用的命令。从从机到主机从从机到主机最主要的反馈就是各通道当前的运行状态。在从机向主机反馈信息时，必须将当前温度目标温度当前平衡时间目标平衡时间封装在起，这里采用了如下的格式,即在发送时必须用两个字节来表示个温度量或个时间量，具体地，由以下程序段实现此外，在开机时，从机自动进行开机自检，当主机向从机发往开机命令之后，从机允许总中断，各数据初始化，并向主机发送自检结果，格式如下共有组其中指的是位进制数，将其转化为二进制数后共有四位，用个二进制位表征个加热模块是否正常，代表正常，代表异常。如表示模块三异常，其余三个模块正常。另外，在个模块运行结束后，从机将向主机发送运行结束提示，格式为其中，表示通道编号。命令的解释与执行命令解释及通道处理的内容包括从接收到个完整的命令后，将该命令编译并新组织为适于存储在中的数据，同时也包括对命令及时并准确地作出响应，此部分较复杂，构成了整个系统的核心。命令的处理当从接收到了个完整的命令，并且程序计数器返回到主程序后，将由函数对命令进行处理，这里的实现方式与应用程序里边的窗口过程函数类似，均采用了语句来确认系统接收到的是什么消息，以及如何对这个消息进行理，以下面的部分语句为例编译标志清零对命令类型进行判别为启动通道指令，为加热指令中的跳转指令为关闭通道指令,为开从机命令为关从机命令在接收了指令后，清零，表示指令已经受理，对于各种不同指令，均有独立的函数对其进行处理。其中，指令为启动通道的指令，在后会有整串参数对通道的运行方式进行指定，因此函数是各个命令处理函数中最复杂，也是最重要的。关于函数，下面将予以介绍。命令的解释函数是用于开启指定通道的函数，也是最值得关注的命令处理函数。首先必须注意点，我们所选用的处理器是款基于内核的位处理器，因此在程序中存储数据时，我们应该优先选用或这两种数据类型，而不是为了节省空间而盲目采用类型，这样做只会使程序的运行效率降低。另外，为了让程序的存储结构更为紧凑合理，便于处理器进行处理，我们应该将从接收到的加热指令转换为另外种方式进行存放。程序中，使用了数组对所有加热指令进行存储，的定义如下具体地说，是用于存放各个通道的运行步骤的三维数组，第维表示通道，第二维表示加热的步骤编号，第三维中编号为的元素表示加热的温度，第三维中编号为的元素表示加热的时间。由函数将从中接收到的字节流命令编译成存放在数组中可以被直接读取及处理的位命令，这部分功能由下面的代码实现为跳转指令跳转指令格式为保存各状态量设置占空比，进行输出其中值得注意的是在函数中加入了两个强制规则。测试中发现，当实际温度超过设定的温度时，若加入强制规则，为计算出来的占空比乘以个适当的抑制因子，可以加快响应时间。另外，强制规则主要是在降温过程中起作用的，由于算法本身的原因，在降温时会产生降温超调量，即实际温度会降到比设定温度还低，但是输出的占空比却依然为零，那么在此时，强制规则就可以起作用，让输出的占空比不为零，加快响应速度。此外，在算法的实现时必须加入输出限幅环节，当计算出来的占空比小于时，输出占空比为，当计算出来占空比超过时，就输出的占空比。通过参数的整定，我们的得出了符合要求的温度测试数据，并将其用画成了曲线如图从图中可以看出，温度曲线的升降温速度快，超调小，温度均匀性好，符合控温仪的要求。时序资源安排由于在本项目中个从要处理四个通道数据，因此要对的时序资源给予合理的安排保证每个通道都得到及时的处理。在本程序中是通过系统节拍定时器实现的。系统节拍定时器是个位的计数器，采用倒计时方式。设定初值并使能后，每经过个系统时钟周期，计数值就减。计数到时，计数器自动重装初值并继续运行，同时申请中断。在此程序中，起到了对进行时分复用的作用，即通过定时触发的来使可以对各个通道轮流处理，即使对于没有开启或者开机自检不正常的通道，程序都会照样分配定时间来处理，这样保证了各个通道对的占用率基本相同，通道的切换由下列程序段实现处理当前通道该程序段的前三行实现了通道切换，最后行调用函数实现对通道的处理。本章小结本章主要讨论了生物仪控温系统的软件设计。首先我们制定了套合理的主从机通信协议，用于主从机通信，再编写程序对主机传递给从机命令进行编译和执行。在本程序中算法的实现是重中之重，也给予了介绍，并给出了实际调试得出的温度曲线图。最后还讨论了个从处理四个通道的时序安排。结束语本文首先从生物仪的研究目的和意义，引出这种生物仪器控温系统设计和仿真的重大意义，介绍了这种生物仪的发展历史和研究进展。进而研究了控温系统设计所需的两项基础知识控制算法控制技术，分析了传统的模拟控制算法和数字控制算法，并对传统的控制算法进行积分项的改进，并学习了技术的基本原理，调制过程以及其用于控制过程的优点。在此基础上，提出了生物仪控温系统的结构框图以及控温原理框图,为控温系统的设计提供清晰地思路。最后以芯片为主要开发工具对其硬件和软件的设计仿真和实现进行了研究和探讨。在整个设计过程中，使我对所学知识进行了个比较大的综合巩固，让我学会了各种查阅资料以及整理所需材料的能力，通过这次的课题设计，也让我学习到了不少新知识，在几个月的学习实践中学到的东西比以往学到的都要丰富，因为我不仅学到了些新的专业知识还锻炼了自己解决问题的能力，这是不可多得的。但是，在设计过程中我也遇到了不少困难，感觉自己对所学专业知识的欠缺，让自己增加了紧迫感，要抓紧弥补自己的欠缺，学无止境，不进则退，别人的进步自己的停滞不前终将导致自己的被淘汰，这是我在整个课题设计过程中最大的体会。参考文献芯片控温系统研究，徐静平，黎沛涛，甘侠林，钟德刚基因扩增分析仪温控系统的研究与应用，张文超，刘晓光，吴勤勤，华东理工大学信息科学与工程学院嵌入式系统基础教程第版，周立功，北京航空航天大学出版社权威指南，英姚文详，宋岩，北京航空航天大学出版社刘金锟，先进控制仿真第版北京电子工业出版社,郑阿奇主编，实用教程北京电子工业出版社,夏德钤，翁贻方编著，自动控制理论第二版机械工业出版社，张思雨,预测控制算法和控制算法，燕山大学工学硕士学位论文，高东杰，谭杰，林红权应用先进控制技术北京，国防工业出版社，张建民，王涛智能控制原理及应用，北京，冶金工业出版社，田淑杭，姜丽娟种参数自整定模糊控制器的研究,电气传动自动化，陶永华，尹怡欣，葛芦生新型控制及其应用北京，机械工业出版社，。，，，致谢大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师姜小波老师程静老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。剩余的为般的加热指令加热指令格式为温度，温度，时间，时间,且均以进制方式显示，如温度为度，乘百后化为进制，是，则传来，请注意实际上我们是将字节命令中的温度部分通过位与运算，将两个表示温度的字节合并到起了，对时间量也是同样的处理方式。而对于条完整的跳转指令，也使用了两个位的元素来存放，使得两个位的元素可以并为组进行处理。命令的执行命令的执行乃至于对单通道的所有处理都在函数中完成，函数由的定时调用，以实现对的时分复用来处理多通道。函数主要完成了两部分的功能根据当前通道所运行到的步骤来决定该对通道下步该干什么，根据当前通道的当前状态温度是否平衡以及平衡了多长时间决定该对通道进行何种操作。其中包括了对位命令数组内所存的命令的执行。进入函数后，首先进行预处理如下用标志通道没有运行，若当前通道正在运行，则进行处理，否则退出在这里，先判断该通道是否已开启，若开启则，继续处理，否则退出。然后将数组中当前所运行到的步骤里边的目标温度量与目标平衡时间量取出，最后根据目标温度对参数进行自适应，然后若为，则该步骤为结束命令关闭模块向主机发去运行完毕提示符,若的前位为，则当前命令为跳转命令若循环还没有进行完则继续跳转已循环数减当前步骤设为要跳转的命令处对跳转后步骤的温度按梯度修正对跳转后步骤的平衡时间按梯度修正若循环进行完毕则跳入下步，同时将各状态量清零其余命令为加热命令在这里先判断了该指令是否结束标志，如果是，则停止该通道的运作，并且向主机发送结束标志其次，判断是否跳转指令，如果是，则使已循环数减，并且跳转到目标步骤处，并且根据温度梯度及时间梯度对目标温度及目标时间进行修正，若发现循环已经运行完毕，则可以跳至下步骤。经过这些处理后，剩下的命令就是加热指令了。算法以及输出本程序中的温控核心算法算法，采用的是带积分分离的控制算法，具体地，积分分离是指当实际温度与目标温度相距甚远时，系统采用的积分常数为零，当实际温度与目标温度相距不大时，系统则采用非零的积分常数，以加快响应。算法通过函数实现。程序如下比例部分，积分部分，微分部分输出比例系数增量式比例部分若落入积分范围则开始积分微分部分求出控制量转换成占空比强制规则当超过设定温度时，乘上抑制因子当小于设定温度，但是输出量又为零时，强制进行输出占空比输出限幅占空比输出限幅，很容易插接在万用板或其它自制的电路板上，为教学实验提