压力蒸汽灭菌控制系统软件设计

控制系统软件分为3个部分：主程序、线程1、线程2。其中，主程序负责硬件的初始化，负责线程1和线程2的创建，还负责线程间通信用的消息队列的创建；线程1负责处理触摸屏人机界面，线程2负责处理后台控制逻辑。控制软件流程图如图2所示。

软件的设计过程，分别在3个开发工具中按顺序完成，简述如下：

1）在硬件配置工具STM32CubeMX中，根据配置向导完成显示屏的LTDC显示控制器的设置，完成FMC外置内存控制器的设置，完成连接继电器的GPIO口的配置，完成ADC温度采集的配置、计时周期为1 s的定时器的设置。在STM32CubeMX中还要完成嵌入式实时操作系统的设置，以在应用程序中开启多线程；新建2个线程，线程1负责处理触摸屏人机界面，线程2负责处理后台控制逻辑。

2）用TouchGFX图形界面编辑器制作出如图3所示的触摸屏界面。

3）在代码编辑器IAR workbench中，编辑修改上述两步所生成的程序代码，以实现图2所示的逻辑。用户界面中设定变量（温度和时间），包括“启动”和“停止”按钮的动作，在屏幕刷新的过程中，由线程1通过消息队列传递给线程2；线程2每秒采集一次当前的温度并计算一次累加保温时间，将当前温度和剩余时间通过消息队列传递给线程1，线程1再将收到的值显示在屏幕上。

系统加电后，当用户按下“启动”按键时开始循环工作，直到累计保温时间达到预定时间，或者按下“停止”按键。为了保证温度的采样有较高的精度，负责温度采集的ADC采样模块采集10个值，再对10个值取平均值，作为最终的温度值。为了保证保温时间的累加有较高的精度，定时器以1 s为周期持续定时，当1 s计时结束后，产生中断，又开始新一轮的1 s计时。定时器更新中断触发ADC温度采集和逻辑处理，由于定时器独立于CPU内核运行，不占用CPU的逻辑处理时间，所以可以保证高的计时精度。