2．2温度检测与控制主程序
主程序功能：完成系统初始化操作；判断温度是否超限，如果超限则转报警处理，如果未超限则读入K1、K2、K3、K4状态，并根据其输入状态，散转执行相应的功能子程序。主程序流程图如图6所示。
图6 主程序流程图
2．3主要的子程序流程图
1)PID运算子程序：取出温度给定值与测量值，计算出偏差信号e(k)，将e(k)与设定的死区值比较，如果P(足)未超出死区范围，则本次输出调节量为0，返回检测程序；如果e(k)超出死区范围，则计算出p(k)=Pp(k)+P1(k)+Pn(k)的调节输出值。
2)步进电机驱动程序：本系统选用三相步进电机，采用三相六拍工作方式，各绕组供电的步进信号由8155的A口控制，其转动方向及通电顺序字见表1。
表1 步进电机转动方向及通电顺序字
根据步进电机的转向与工作时绕组通电顺序变化规律，可以在8155的RAM中设置步进电机的控制字表，如表1所示，表头地址为TABO，表尾地址为TAB7。显然，驱动信号从TAB0开始控制通电顺序，电机为正转；若从TAB7开始控制通电顺序，则电机为反转。
步进电机的转速由脉冲信号的周期T决定。脉冲信号的周期由CPU通过延时程序或定时器／计数器的定时时间来确定。系统中的三相绕组由8155的A口控制是，程序中的延时时间为10电机的转速为：n=60／(N×T)转／分
式中N一电机转动一周应输出的控制字节数。采用三相六拍工作时，步距角为1．5°，则有：N=360°／1．5°=240，即转一周要输出240个字节控制字。设旋转角度与输出控制字节数M的关系为M=a／1．5°，只要把M保存在字节计数器里，每输出一个字节，步进电机转动一步，同时将字节计数器减1，当字节计数器为0时，步进电机转动了M步，对应的角度为a。
图7所示为驱动步进电机转动一步的子程序流程图。入口条件DPTR中已存放步进电机的控制字表的地址，设正转时R5置为01H，R6为FAH；反转时置R5为FFH，R6为06H。调用本程序前应已对8155进行了初始化，每输出一个字节后延时1OOms。设置R5、R6是为了保证步进电机按两种不同顺序改变控制字表的地址指针，以完成正转或反转操作。步进电机驱动程序流程图如图8所示。调用该程序前应将步进电机的转动步数和方向标志存放在R4R3寄存器中，符号为1表示反转，为0表示正转，其绝对值代表转动步数。
图7 电机转动一步的子程序流程图
图8 步进电机驱动程序流程图
3)A／D转换子程序。该子程序由单片机的P2．2启动A／D转换，根据ICL7109的STATUS的状态判断转换是否完成，若A／D转换完成，将芯片置为保持状态(HOLD信息有效)。然后，分两次由P0口读入转换后的12位数据存入单片机内部R0指示的RAM单元中。连续采集5次，再经中值滤波及线性化程序段处理，得出一次温度检测值。该程序只对应一个温度检测点，未涉及对其他检测点和参量的巡回检测问题。图9所示为A／D转换子程序流程图。
图9 A／D转换子程序流程图
3 结论
AT89C5l单片机具有高可靠性、控制方便简单和灵活性大等优点。控制器采用PID控制算法，控温精度高，误差精度小于0．08％，稳态误差可达±3℃以内。采用AT89C51单片机来对温度进行控制，具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，整个系统操作简便、抗干扰能力强、运行可靠、反应速度快，可以大幅度提高被控系统温度的技术指标。