硅单晶现已广泛用于电子、电气、机械、仪表、制造、核动力工业和各种高技术研究领域,鉴于其在市场上的广泛应用及重要性,本文将先进的计算机控制技术应用于硅单晶生长设备,针对性地提出了一套完整的硅单晶生长控制系统方案。本文首先简要介绍了硅单晶生长工艺——直拉法的原理和过程以及单晶炉控制系统原理。在此基础上,提出了在双CCD摄像头测量晶体直径的基础上,实现并级全闭环控制模式。通过两个CCD测出不同阶段的直径,然后和工艺给出值比较后加权分别作为温度和速度的设定值,实现全闭环控制。给出了速度和温度串级控制后并级全闭环控制的数学模型,采用工业上常用的PID控制策略,并利用MATLAB的SIMULINK工具箱进行了仿真,然后和单闭环控制系统仿真结果进行比较。结果显示其超调和快速以及稳态误差等参数都较其它系统优越。本控制系统是基于ARM920T内核的嵌入式芯片,选择支持USB设备的Linux操作系统,根据控制系统的设计要求,设计完成了相关的硬件电路,相关图像采集系统和图像处理子系统的程序方案。在此基础上,本文采用VC++6.0语言编写了软件控制界面,简要的介绍了控制软件流程。本文将理论研究与实际开发有机地结合起来,利用最新的嵌入式系统开发平台,成功地实现对硅单晶生长设备的机械设计及控制,同时也对其它材料晶体生长提供了重要参考。鉴于硬件控制部分所具有的通用性,本文的研究对于任意单晶生长设备的研发都具有一定的指导意义。