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

隨著科技的發展，友好的人機接口，可視化界面已經成為各種數字控制產品的必要功能，本設計中采用了12864液晶顯示電路，液晶模塊可通過微控制器 8位并口寫入數據。12864液晶帶有中文字庫，可以顯示絕大部分字符，符號和文字。可分四行顯示，每行可顯示8個漢字或者16個字符。鍵盤接口電路一端接5V電壓，另一端通過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，通過軟件程序掃描I/O的狀態，當按鍵未按下時，I/O口為低電平。當按鍵按下時，I/O口為高電平。通過這種方法實現按鍵檢測。

軟件設計

本設計程序采用C語言編寫，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。啟動成功后，程序通過對微控制器片內FLASH的讀寫實現掉電數據保存，達到累計時間的功能通過對液晶的讀寫操作，實現顯示功能。

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，電流波動越小，光強越穩定，所以在設計中應進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D/A模塊和運放完成的。當調節設定電流大小時，D/A輸出相應變化，經運放比較后輸出，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似，采樣時利用光電池將光信號轉化成電信號，經過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，對氙燈啟動后回路電流進行測量實驗，取得測量數據，并用MATLAB繪制了電流隨時間變化的曲線如圖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，對氙燈啟動后光照強度進行測量實驗，取得測量數據，繪制曲線如圖9、10所示。

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