周桂法

中国中车科学家，株洲所首席设计专家。主要从事列车控制与诊断系统平台及应用技术、产品可信性技术、技术创新及产品研发体系等研究。曾荣获中国优秀青年科技创业奖、中华全国铁路总工会火车头奖章、第六届詹天佑科技成就奖、全国五一劳动奖章，享受国务院专家特殊津贴。株洲市八届政协委员，湖南省九届人大代表。

1985年6月株洲所茅塘坳新所区正式投入使用，同年我从大连铁道学院电气自动化专业毕业来到株洲所工作。在试制试验车间实习6个月后，也许是因为我的毕业设计课题是“微机控制的线切割机监控程序”的缘故，被分配到了总体线路室辅助静止变流器组。由于该项目已进入尾声，领导并没有给我安排明确的任务，只是考虑未来工作的方向是机车微机控制。当时任总体线路室副主任、主管新技术的李中浩将一本厚厚的英文版80186处理器使用手册交到我手中时，便注定了我与微机控制的不解之缘。

当时韶山3电子柜改造组在月山机务段现场服务，由钱维昌带队、曾晓安和张顺彪在段。为了了解电力机车，我申请加入了月山机务段现场服务团队，我们一起参加机车改造、维修和添乘，一起参加对机务段技术人员的培训，一起策划和制作电子控制技术黑板报。同时认真学习了《韶山3型电力机车》一书，了解电力机车的机械结构、主电路、辅助系统、控制电路、电子控制以及制动系统等。这是我与电力机车的第一次亲密接触，使我从对电力机车一无所知到有了初步的了解。也深刻感受到了株所人在应用现场的“权威性”及株洲所强大的影响力，机务段会接受服务组的建议修改操作规程、也会尽力提供服务组所需的生活便利，如可以拿到值班室的钥匙，用煤炉做饭、炒菜等等。

1985年，为解决大秦铁路12‰长大坡道上万吨列车安全运行问题，成立了国家重大装备科技攻关专项课题“空气-电阻联合制动装置研制”项目，由株洲所、铁科院机辆所和株洲厂合作研制。我所负责控电联合制动控制箱的研制，熟悉机车控制的曾晓安任组长，负责系统设计，我承担了处理器板的软硬件设计工作。彼时国内单片机技术刚刚兴起，在轨交领域微机用于机车速度控制的应用还属空白。通过调研，我放弃了当时已有应用先例的z80cpu，而选择当时最先进、简洁的8031单片机作为处理器设计了主控板，8031单片机及其升级系列处理器在后续的机车控制产品领域的应用长达20年。

那时pc机还属于稀罕物，编程用的是汇编语言，没有交叉汇编软件，从汇编语言到代码的转换过程由人工完成。为了实现代码烧写和调试，我们花“大价钱”买了一台单片机开发装置，这种装置只有十六进制数字键和几个命令键，人机交互只有8个数码管，外部存储是普通的音乐录放机磁带。软件调试和烧写需要人工将汇编指令翻译成机器码，并逐个字节通过按键输入开发装置，在开发装置上运行程序，检查运行结果符合预期后再写入eprom（可紫外线擦除的存储器），存储容量只有2k字节。

在这样贫瘠的条件下，我们不断重复“修改软件—录入—模拟调试运行—擦除eprom—写入eprom——插入目标板运行”这一过程。既耗时、又易出错。为了避免出错，同时方便问题查找，我们只能先绘制详细的流程图，将整个软件分解为一个个的小功能单元，再详细定义每个功能单元的功能和接口。调试时先调试每个功能单元，再将调试好功能单元组合成更大的功能。为了保证pid的运算及ad采样的精度，我们自建了简易的实时操作系统，形成基本时间周期及其宏周期，将不同的任务分配到不同周期中运行。正是因为采用了这种方法，将近2k字节机器码的软件调试过程非常顺利。

在硬件调试方面，电烙铁、镊子、万用表是基本配置，芯片起拔器、吸锡器和双通道示波器属豪华配置。我们利用这些工具，凭借对硬件电路每一个引脚信号的熟悉，硬件问题逐一解决了。也正是这样过程，培养出了我们细致、严谨、踏实的工作作风，深化了对软硬件的认识，尽管这些难忘的回忆至今已过去30多年，8031单片机的指令机器码仍然记忆犹新，在往后解决硬件问题的工作中我仍然充满自信。

1987年12月，空电联合制动控制装置走出了试验室，在SS3型70号机车上装车，1988年8月在北京环形铁道试验线做了静止试验、空气制动性能试验和模拟坡道运行试验。1989年10月在大秦线完成韶山3型机车单机牵引6000吨列车运行试验。1990年5月，在湖东机务段完成了韶山3型机车单机牵引6000吨、双机牵引万吨列车运行试验。1991年1月空电联合制动项目在北京通过科技成果鉴定。1992年底空气-电阻联合制动装置与机车低恒速控制装置、电力机车防控装置一起共同获得部“七五”科技攻关一等奖。1995年又成功研制第二控制方案，以单插件的形式在电力机车控制柜中增加空电联合控制功能，此方案批量推广应用到韶山3型、SS4型及SS4g型等模拟电子控制机车上。

时光飞逝，时代变迁，微机控制如今正走向自动驾驶、人工智能，已远离手工机器码和手工印制板图的时代，然而不变的是学习欲望、工作的热情和不浮不燥的心态，我愿与时代同行。