法公式，由公式输出量决定拉速控径单元的拉速控制量和温度控径单元的升温速率量，后
续放大电路根据这两数值决定电机转速和加热功率。在实际运行上表现为，在晶体生长过程
中，晶体的直径主要受晶升速度和熔体温度的变化而变大或变小，当晶升速度增大时，晶
体直径变小，反之当晶升速度减小时，晶体直径变大。当熔体温度升高时，晶体直径变小，
反之当熔体温度下降时，晶体直径变大，因此，晶体直径的自动控制就是通过控制晶升速
度和加热器温度而实现。

3  硬件设计

3．1 80 C196KC 单片机

　　

80C196KC 是 CHMOS 高性能 16 单片机，内部的 EPROM/ROM   为 16K 字节，内部

RAM 为 488 字节，都可以作为通用寄存器，另外还有 24 字节专用寄存器。2 个 PWM(脉宽
调制

)输出；一个外设事务服务器 PTS，大大降低了中断服务的开销；2 个定时器可以由外

部提供时钟；可对所有

HSO 引脚同时寻址；10 位的 A/D 转换器。80C196KC：片内集成的

众多系统级功能单元为控制系统的开发提供了很大的便利。

3．2 硬件设计

　　等径控制系统硬件框图如图

2 所示。硬件核心为 Intel 公司的 16 位单片机 80C196KC。存

储模块由三部分组成：

RAM，为程序运行时中间变量和局部变量存储使用；ROM，为固

化的程序和数据存储使用；带看门狗的串行

EEPORM 为芯片 X5043，一方面存储重要的工

艺曲线数据和

PID 控制算法参数，另一方面为防止程序死机，X5043 具有看门狗功能，并

且当程序死机重启时，

X5043 还保存有实时的工艺过程状态数据。本系统硬件还包括数据前

端预处理模块，此模块对采样的模拟信号进行隔离放大滤波处理，以达到

80C196KC：的

AD 采样信号要求。LCD 模块为液晶驱动芯片 sed13350 驱动 320*240 的：DMF5008l 的
LCD。DA 模块采用四路的 DAC7615，以便控制系统功能扩充。整个硬件系统可实现的功能
完全满足等径控制的要求。

4  软件设计

　　系统程序由初始化程序、

AD 采样子程序、键盘扫描子程序、PID 控制子程序和中断子程

序等部分组成。初始化主要完成热控制系统各部件的初始化和自检。键盘扫描和控制算法等
子程序利用

80C196KC 丰富的中断资源，在外部中断和定时器溢出中断子程序中完成上述

工作。与上位机的串行通信采用

80C196KC 自带的 UART 硬件传输中断，以满足数据双向传

输的异步性和实时性要求。单片机等径控制程序流程如图

3 所示。

　　上位机监控程序基于

VB6．O 环境开发。使用微软公司提供的 MsComm 控件有效地避

免了直接调用

Win32API 造成的编程烦琐等弊端，以较少代码量实现本系统要求的全双工

步通信。用户可通过上位机程序完成工艺参数设定工艺数据保存和工艺过程监控等功能。

5  结束语