一种基于K60的氙灯电源控制系统的设计方案

3、人机交互接口

随着科技的发展，友好的人机接口，可视化界面已经成为各种数字控制产品的必要功能，本设计中采用了12864液晶显示电路，液晶模块可通过微控制器 8位并口写入数据。12864液晶带有中文字库，可以显示绝大部分字符，符号和文字。可分四行显示，每行可显示8个汉字或者16个字符。键盘接口电路一端接5V电压，另一端通过上拉电阻直接微控制器I/O相连，将微控制器接口配置为输入，不上拉，通过软件程序扫描I/O的状态，当按键未按下时，I/O口为低电平。当按键按下时，I/O口为高电平。通过这种方法实现按键检测。

软件设计

本设计程序采用C语言编写，代码执行效率高，可读性好，代码的移植性强。

1、软件整体设计方案

如图5所示为程序流程图，初始化部分主要是对A/D采样，D/A模块，PWM模块，定时器以及微控制器I/O口等初始化。微控制器不断扫描按键，检测按键是否按下。启动成功后，程序通过对微控制器片内FLASH的读写实现掉电数据保存，达到累计时间的功能通过对液晶的读写操作，实现显示功能。

2、电流和光的反馈控制算法

氙灯光源的工作需要稳定的直流电源，电流波动越小，光强越稳定，所以在设计中应进可能的使电流达到恒定。每一次调节电流之后，也应使电流尽快的达到设定值并保持稳定。电流调节电路是通过D/A模块和运放完成的。当调节设定电流大小时，D/A输出相应变化，经运放比较后输出，使氙灯回路的电流相应增大或减小，并最终趋于稳定。电流反馈调节控制算法框图如图6所示。

反馈回路只采用了PID控制算法中断P系数控制，P为比例系数，P越小，电流跟随的越慢，但是精度较高，P越大，电流跟随的虽然很快，但是精度不能很好的保证。所以必须通过反复试验，选取合适的P值。

本系统中最适合的P值取0.15,使电流调节过程的快速性、准确性以及稳定性得以保证。光反馈原理和电流反馈类似，采样时利用光电池将光信号转化成电信号，经过信号处理并放大至同采样基准相当的量级，保证采样精度。实验结果

为了验证系统电流反馈控制算法的有效性和必要性，分别在带有电流反馈与不带电流反馈两种情况下，对氙灯启动后回路电流进行测量实验，取得测量数据，并用MATLAB绘制了电流随时间变化的曲线如图7、8所示。

为了验证光输出的稳定性，分别在带有光反馈和不带光反馈，两种情况下，对氙灯启动后光照强度进行测量实验，取得测量数据，绘制曲线如图9、10所示。

实验结果表明，电流反馈控制算法有效地抑制了电流的波动。不带光反馈时，光强随时间有明显波动，而带有光反馈时，输出的光强度基本达到稳定，满足使用要求。