4 控制系统软件
控制软件需要完成的任务包括：数据检测（包括4路A/D转换，转速和速度指令测量等）、键盘扫描, LCD显示, 参数记忆与提取，控制算法和4路PWM输出等。
4．1 主程序
主程序首先要实现系统时钟初始化、MCU端口初始化、中断设置及学习速度指令（包括关闭，怠速，和大车状态）等，并从参数记忆器件中提取发动机启动和正常工作状态中需要的参数等。
发动机进入启动过程后根据发动机启动油量曲线，控制启动电机、可燃气体及油泵电机的供油量等，使发动机在尽可能短的时间内进入正常工作状态。
完成启动过程后，主程序进入循环状态，主要完成参数检测及状态显示等，直到发出关闭指令为止。主程序流程图见图7。
4．2 中断控制
控制软件要实现多个任务，如果能在单片机中嵌入实时多任务操作系统（RTOS）,可以简化多任务的调度管理和软件设计过程。控制系统的实时性要求，需要操作系统支持任务抢占来保证。KEIL C自带的RTX51 TINY仅支持循环任务切换，其它操作系统涉及移植，开销等方面的问题，所以未采用操作系统。对各任务的调度和管理，以及重要任务的实时执行，就需要各个中断精确规划和彼此协调来保证。
控制软件中共用到7个中断，包括INT1外部中断，T0中断,UART0中断，T4中断，I2C总线中断，IE6扩展外部中断，A/D转换完成中断等。其功能特点是：
- INT1中断，主要发出发动机的启动或停止指令，由外部开关触发。
- T0定时器中断完成系统采样周期的定时。
- UART0中断，用来实现与PC机的数据通讯。
- T4定时器中断，用来测量发动机的转速。
- I2C总线中断，实现总线协议，并完成数据传送。
- IE6 外部中断，T2定时器记录速度指令脉冲的下降沿时刻，上升沿时触发此中断并读取此时T2的数据，两者相减可获取速度指令脉宽。
- A/D 转换完成中断用于发动机启动过程中的尾喷管温度测量（EGT），起动过程中EGT是一个重要的参数依据。
图7 主程序流程图
并不是每个中断都自始至终发挥作用，而是在不同阶段，有些中断使能，其余禁止，且同一中断在发动机工作的不同状态其优先级也会不同。IE6外部中断在速度指令脉宽学习和正常运转状态都为高级中断，而在启动过程中则为低级中断。T0作为采样周期，在正常工作状态时要求准确的定时，所以也设置为高级中断，当与IE6高级中断同时触发时，因其默认优先级更高，所以先执行T0中断。另一种情况是当T0中断触发时，IE6中断已经执行，此中断只有三条C指令，且为赋值和减法指令，最大延迟为几十uS,所以对T0的实时性影响可以忽略。若IE6中断触发时，T0中断已经响应，从T0中断程序返回前将IE6的中断标志位清除，可保证速度指令脉宽测量的准确性。
通过以上灵活的中断设置与协调，可实现实时任务和非实时任务的调度管理。
图8 T0中断程序流程图
图9 PID控制系统框图
4．3 PID 控制算法
控制算法在T0中断程序中完成,程序流程见图8。按照比例（P）、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。在计算机控制系统中，PID控制与计算机的逻辑判断和运算功能结合起来，使PID控制更加灵活，并能满足各种要求。在算法中将积分项改进，采用积分分离式PID算法，以使控制性能更加完善。对应的连续域PID控制系统框图见图9所示，采样周期为20ms。
