【正文】 即可，保溫功能也與其類似。后者是當溫度采集值與設(shè)定值產(chǎn)生偏差時需要對加熱盤功率進行控制[2]。EEPROM模塊利用EEPROM AT24C16擴展實現(xiàn)對系統(tǒng)斷電后的數(shù)據(jù)存儲。顯示模塊采用LCD 1602 實現(xiàn)時間顯示，功能選擇，是此電飯煲的人機對話界面。硬件整體框架硬件的整體框架包括MCU、電源、溫度傳感器、LCD顯示、EEPROM、RTC、加熱盤以及按鍵[9]。其中包括用何種方法進行米量推算。168。使其具備智能電飯煲基本功能。但可以相信，它是一項控制工程領(lǐng)域的高新技術(shù)，有著誘人的發(fā)展前景和廣闊的應(yīng)用天地。對一些很難或根本無法建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)和長時滯、非線性、多因素交互影響的時變系統(tǒng)，應(yīng)用模糊控制技術(shù)可對其實施有效的閉環(huán)控制。當今社會科技發(fā)展迅速，人們生活水平迅速提高，家用電器越來越受到人們的重視，許多家用電器制造商都投入大量的人力、資金進行家電的升級和智能化。嵌入式系統(tǒng)在小家電上的應(yīng)用遠晚于其在黑色家電及其他大型家電上的應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)的角度講，由于單片機是嵌入家用電器內(nèi)部并作為核心部件，故智能家用電器的結(jié)構(gòu)體系很明顯就是一個嵌入式系統(tǒng)[4]。它所涉及的高新技術(shù)領(lǐng)域十分廣泛，其中包括：多媒體技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、模糊控制技術(shù)、太陽能技術(shù)、專家系統(tǒng)、人工智能、生物技術(shù)等。世界著名的電腦和家電企業(yè)如IBM、夏普、微軟、英特爾、松下、NEC、東芝等都大力開發(fā)研制自己的智能家電產(chǎn)品，我國的許多公司如聯(lián)想、長虹、海信、TCL、海爾等也都投入到智能家電的開發(fā)工作。隨著科技的不斷發(fā)展，這類小家電也在不斷的完善和提升自己，并向著智能化、節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。在硬件設(shè)計上，論文設(shè)計了以INTEL公司的8052單片機為核心的控制電路，包括復(fù)位電路、振蕩電路、LCD顯示電路、按鍵掃描電路、數(shù)字溫度傳感器電路、EEPROM擴展電路和時鐘電路。：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。在軟件設(shè)計上，首先根據(jù)各個功能的典型最佳炊煮溫度曲線編寫出調(diào)試（測試）程序，通過調(diào)試程序找出針對產(chǎn)品的對應(yīng)各個功能的最佳炊煮溫度曲線。本課題研究的是智能電飯煲的硬件和軟件的設(shè)計以及煮飯功能的實現(xiàn)過程。作為傳統(tǒng)家電代表，電飯煲也已融入到系統(tǒng)化的信息家電系統(tǒng)中，它的功能已不再只是單純的煮飯，功能齊全、操作簡便、人性化的界面，烹調(diào)過程自動化，甚至是網(wǎng)絡(luò)控制的信息化電飯煲已成為現(xiàn)代人的新需求。而人工智能的載體通過傳統(tǒng)的邏輯電路實現(xiàn)顯然是不現(xiàn)實的，而通過嵌入式系統(tǒng)就能輕松實現(xiàn)。嵌入式家電的發(fā)展現(xiàn)狀嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到家用電器中，并作為核心控制部件，早已成為了一種歷史趨勢。日本、臺灣等地區(qū)對嵌入式小家電的研究及生產(chǎn)要早于其他地區(qū)?，F(xiàn)在，歐洲、美國、日本和國內(nèi)的一些家電公司都已提出了智能家電的解決方案，并已實現(xiàn)成品化，盡管各方提出的方案不同，但都本著標準化、開放性、面向未來的宗旨，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計思路，讓消費者全方位的感受數(shù)字生活。模糊控制具有很好的魯棒性，對參數(shù)的變化適應(yīng)性強，具有較好的抗干擾能力，消除了常規(guī)控制系統(tǒng)常存在的魯棒性與靈敏度之間的矛盾，提高了系統(tǒng)的可靠性。本課題主要任務(wù)本課題主要闡述模糊控制在電飯煲中的具體實現(xiàn)，在硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過對各功能模塊的軟件設(shè)計，實現(xiàn)對溫度的檢測和分析，從而得到控制可控硅的導(dǎo)通時間的精確量來控制加熱盤功率以實現(xiàn)電飯煲通過模糊控制技術(shù)來煮飯的目的，使其達到智能化。168。 根據(jù)人們生活經(jīng)驗中得到的最佳炊煮曲線中的溫度信息值與實際采集溫度進行對比，經(jīng)過單片機的模糊推理后來控制可控硅的導(dǎo)通時間，從而實現(xiàn)煮飯的模糊化控制。在確定米量后如何進行實時的溫度模糊化控制，此問題還包含有如何劃分模糊控制器輸入的量的隸屬度函數(shù)，采用何種方法計算控制量，這些問題也是本課題所要解決的。如圖21所示。溫度傳感器模塊利用溫度傳感器DS18B20來檢測溫度的變化從而使單片機進行模糊控制。蜂鳴器模塊炊煮結(jié)束后能提供音樂和燈光提示。時鐘模塊利用單片機內(nèi)部定時器0作為時鐘定時，按鍵方式1，每隔100ms溢出中斷一次。其他程序模塊蜂鳴器程序主要功能是判斷煮飯過程是否結(jié)束，如結(jié)束，則發(fā)出聲音來提醒使用者煮飯過程已結(jié)束，同時小燈點亮進入保溫狀態(tài)。如圖32，它由變壓器降壓后得到20V的交流電壓經(jīng)過全波整流電路和濾波電路變成15V左右的直流電壓，再經(jīng)過三固定輸出電壓的集成穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓輸出5V的穩(wěn)恒直流電源，為單片機及其周圍電路提供工作需要的電源[5]。如圖33所示，當交流220VAC電源開始工作時，由C點產(chǎn)生基本上與交流電源同步的方波，這樣INTl就能產(chǎn)生周期性的中斷，從而在中斷程序中就可以處理一些與交流信號有關(guān)的控制，控制可控硅的觸發(fā)。其中串聯(lián)在繼電器回路的熔點為160℃的熱保險絲，當溫度達到160℃時，熱保險絲會熔斷，防止加熱盤干燒。對于51單片機而言，只要REST端保持二個機器周期（24個時鐘振蕩周期）的高電平即可硬件復(fù)位。圖37 EEPROM擴展電路顯示電路設(shè)計顯示器件采用LCD1602液晶顯示器，是目前最常用的顯示器件，其顯示容量為162個字符， mm，適合電飯煲時間和功能的字符顯示，如圖38，前三個引腳分別為電源地、電源正極和液晶顯示偏壓。選擇PFD驅(qū)動蜂鳴器，這樣可以節(jié)省一個I/O引腳，同時PFD輸出的信號頻率可以采用一個內(nèi)部定時計數(shù)器控制[17]，如圖39所示?！妫删幊虨?～12位A/D轉(zhuǎn)換精度[10]。為了得到最佳的煮飯效果，可通過傳統(tǒng)的和科學(xué)的煮飯方法確定最佳的煮飯工藝流程即煮飯的過程控制，最后根據(jù)確定的煮飯流程編寫參數(shù)調(diào)試程序，從而得到最終的最佳煮飯流程和溫度控制曲線。鐵鍋柴灶煮飯時，有經(jīng)驗的“巧婦”，在小知不覺中，運用灶膛中火力大小，使飯鍋的溫度發(fā)生變化，滿足了大米的最佳轉(zhuǎn)化條件，從而蒸煮出香噴噴的米飯。高溫沸騰：促使米粒內(nèi)外同時熟透，并蒸發(fā)掉鍋內(nèi)多余水分，避免米粒含水過多而稀化，也就是常說的“爛飯”。日常使用的機械式電飯煲，利用磁鋼受熱后磁性減弱來控制加熱絲的通斷。因而米飯的口感和質(zhì)量較差，同時無法實現(xiàn)和用戶之間的交互以完成各種附加功能?？焖偕郎仉A段把已吸足水分的米采用大功率進行加熱，迅速達到糊化溫度，如果不繼續(xù)迅速升溫的話，米粒將在此溫度下吸入大量水分并且米粒會達到半熟的狀態(tài)，此后無論采取何種措施，米飯都不會達到理想的炊煮效果。沸騰結(jié)束后，進入燜飯階段，在燜飯階段，使米粒充分受熱而內(nèi)外質(zhì)量趨于一致，燜飯階段還使大米外部的水分一部分滲透入米芯，促使內(nèi)部的成熟變化，另一部分蒸發(fā)掉，這樣就使得整粒米飯內(nèi)外一致。模糊控制器的控制規(guī)律由程序?qū)崿F(xiàn)，在實現(xiàn)的過程中要經(jīng)過以下三個步驟：輸入量的模糊化、模糊推理和輸出量的解模糊。在模糊化的過程中，一般利用最大隸屬度原則，即在語言集中選擇該元素對應(yīng)的隸屬度最大的語言變量，作為該項確切值的模糊子集。解模糊解模糊是將模糊推理后得到的模糊集轉(zhuǎn)換為用作控制的數(shù)字值的過程。uzyxe+r－MCU K1量化控制表K3控制對象d/dtK2量化圖42 模糊控制框圖目前，實用模糊邏輯控制常用的方法有查表法和軟件模糊推理等。參數(shù)標識煮飯模糊控制器包括飯量的模糊推理，溫度的模糊控制量部分，為了便于接下來的模糊控制設(shè)計，故列出一系列相關(guān)標識量。米量的區(qū)分以電飯煲產(chǎn)品附帶的量杯為單位。通過米量Q的值來判斷煮飯時各時間段的合理時間區(qū)間，得到相應(yīng)飯量的煮飯最佳曲線，表格中Trx為時間段，比如美的FS460的精煮功能，Trx的值在0～539。10時間段內(nèi)，得到的Q值為1,依次類推，表中列出各個時間段的上限值。400~539。20～739。30~639。304~1039。00～1239。20~1139。005杯以上8加熱功率的模糊控制通過以上米量的模糊推算，我們就可根據(jù)判定值Q來推斷主加熱盤應(yīng)該用何種加熱模式來進行炊煮過程，這里利用加熱時間占空比參數(shù)TP來替代PW，通過改變TP從而改變加熱盤的加熱功率PW這里取32s一個周期，通過調(diào)節(jié)這32s中主加熱盤的通斷來控制加熱功率PW，在保證可以實現(xiàn)最佳加熱曲線的前提下，以簡化算法，易于實現(xiàn)為原則，按下表42可根據(jù)Q值推算TP的值。分別對E和△E進行量化，并描述其隸屬度，列出隸屬度表，制定模糊控制規(guī)則表。輸入輸出的量化對實際輸入量，第一步首先需要進行尺度變換，將其變換到要求的論域范圍。表44 誤差值E的量化和誤差變化率△E的量化E量化等級變化范圍 /℃△E量化等級變化范圍 /s 6＞ 6＞ 5( ～] 5( ～ ] 4( ～ ] 4( ～ ] 3( ～ ] 3( ～ ] 2（ ～ ] 2( ～ ] 1（ ～ ] 1（ ～ ] 0( ～ ] 0( ～ ]1( ～ ]1( ～ ]2( ～ ]2( ～ ]3( ～ ]3( ～ ]4( ～ ]4( ～ ]5（ ～ ]5( ～ ]6＜6＜知識庫與規(guī)則庫根據(jù)量化后的E39。和Z的模糊子集合的劃分如下所示。高斯型隸屬度函數(shù)公式： （4）其中c為頂點值，為圖形寬度。6543210123456NBNMNSNZPZPSPMPB表46 △E39。6543210123456BBBMBSMSBSMSS分別列出隸屬度函數(shù)后，再根據(jù)以往人們生活中所得到的經(jīng)驗，建立模糊控制規(guī)則，表48是模糊控制規(guī)則表。NBNMNSZEPSPMPBNBBBBBBBBBBMMMNMBBBBBBBBBMMMNSBMBMBMBMMSBSBNZBMBMBSMSBSMSMPZBMBMBSMSBSMSMPSBSBSMSMSMSMSMPMMMSMSSSSSSSSPBMMSMSSSSSSSS表中表示的規(guī)則依次為：R1:if E39。=NB and △E39。=PB then Z39。為： （5）其中，合成運算符“”為最大最小運算方法，Ri是模糊隱函數(shù),如： （6）運算方法為取小運算。表49 控制量表△e0z0e065432101234566543