壓力蒸汽滅菌控制系統軟件設計

控制系統軟件分為3個部分：主程序、線程1、線程2。其中，主程序負責硬件的初始化，負責線程1和線程2的創建，還負責線程間通信用的消息隊列的創建；線程1負責處理觸摸屏人機界面，線程2負責處理后臺控制邏輯。控制軟件流程圖如圖2所示。

軟件的設計過程，分別在3個開發工具中按順序完成，簡述如下：

1）在硬件配置工具STM32CubeMX中，根據配置向導完成顯示屏的LTDC顯示控制器的設置，完成FMC外置內存控制器的設置，完成連接繼電器的GPIO口的配置，完成ADC溫度采集的配置、計時周期為1 s的定時器的設置。在STM32CubeMX中還要完成嵌入式實時操作系統的設置，以在應用程序中開啟多線程；新建2個線程，線程1負責處理觸摸屏人機界面，線程2負責處理后臺控制邏輯。

2）用TouchGFX圖形界面編輯器制作出如圖3所示的觸摸屏界面。

3）在代碼編輯器IAR workbench中，編輯修改上述兩步所生成的程序代碼，以實現圖2所示的邏輯。用戶界面中設定變量（溫度和時間），包括“啟動”和“停止”按鈕的動作，在屏幕刷新的過程中，由線程1通過消息隊列傳遞給線程2；線程2每秒采集一次當前的溫度并計算一次累加保溫時間，將當前溫度和剩余時間通過消息隊列傳遞給線程1，線程1再將收到的值顯示在屏幕上。

系統加電后，當用戶按下“啟動”按鍵時開始循環工作，直到累計保溫時間達到預定時間，或者按下“停止”按鍵。為了保證溫度的采樣有較高的精度，負責溫度采集的ADC采樣模塊采集10個值，再對10個值取平均值，作為最終的溫度值。為了保證保溫時間的累加有較高的精度，定時器以1 s為周期持續定時，當1 s計時結束后，產生中斷，又開始新一輪的1 s計時。定時器更新中斷觸發ADC溫度采集和邏輯處理，由于定時器獨立于CPU內核運行，不占用CPU的邏輯處理時間，所以可以保證高的計時精度。