以下是一个可能的面向对象的数据结构示例:

// 温度传感器结构体
typedef struct {
  uint8_t pin;  // 传感器所连接的引脚
  float temperature;  // 最近一次测量的温度
  float avg_temperature;  // 一段时间内的平均温度
  float peak_to_peak;  // 一段时间内的温度峰峰值
} TemperatureSensor;

// 均温板结构体
typedef struct {
  uint8_t pin_heat;  // 加热棒所连接的引脚
  uint8_t pin_fan;  // 风扇所连接的引脚
  float temperature;  // 最近一次测量的温度
  float avg_temperature;  // 一段时间内的平均温度
  float peak_to_peak;  // 一段时间内的温度峰峰值
  float setpoint;  // 控制系统设定的目标温度
  float output;  // 控制系统计算的输出值
  float kp;  // 控制系统的比例系数
  float ki;  // 控制系统的积分系数
  float kd;  // 控制系统的微分系数
  float integral;  // 控制系统的积分项
  float derivative;  // 控制系统的微分项
  float error;  // 控制系统的误差
  float last_error;  // 控制系统的上一次误差
} Heater;

// 温度控制系统结构体
typedef struct {
  TemperatureSensor oil_sensor;  // 测量内部油温的传感器
  TemperatureSensor plate_sensor;  // 测量均温板温度的传感器
  Heater heater;  // 控制加热和降温的均温板
} TemperatureControlSystem;

使用这些结构体,我们可以在主程序中创建一个温度控制系统对象:

TemperatureControlSystem tcs;

// 初始化传感器和加热器的引脚、控制参数等
tcs.oil_sensor.pin = 1;
tcs.plate_sensor.pin = 2;
tcs.heater.pin_heat = 3;
tcs.heater.pin_fan = 4;
tcs.heater.kp = 1.0;
tcs.heater.ki = 0.1;
tcs.heater.kd = 0.01;
tcs.heater.setpoint = 50.0;

// 在主循环中进行温度测量、控制和数据处理
while (1) {
  // 读取传感器的温度值
  tcs.oil_sensor.temperature = read_temperature(tcs.oil_sensor.pin);
  tcs.plate_sensor.temperature = read_temperature(tcs.plate_sensor.pin);

  // 对温度值进行滤波处理
  filter_temperature(&tcs.oil_sensor);
  filter_temperature(&tcs.plate_sensor);

  // 计算加热器的输出值
  calculate_heater_output(&tcs.heater, tcs.plate_sensor.avg_temperature);

  // 更新加热器的状态,进行加热或降温
  update_heater_state(&tcs.heater);

  // 输出一些调试信息
  printf("Oil temperature: %f\n", tcs.oil_sensor.avg_temperature);
  printf("Plate temperature: %f\n", tcs.plate_sensor.avg_temperature);
  printf("Heater output: %f\n", tcs.heater.output);

  // 等待一段时间再继续循环
  delay(1000);
}

在这个示例中,我们使用了一些函数来对传感器的温度值进行滤波处理,以及对加热器的输出值进行计算和更新。这些函数可以在另外的文件中定义,并且可以使用指针来操作结构体中的成员变量。这样就可以将代码分成多个模块,以便更好地组织和管理。


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