【正文】 *P_IOA_Buffer=0x7000。 //IOA[12],IOA[14]口狀態(tài)燈亮 break。 //按 位“與”運算判斷要檢測的 IOA[3]、 IOA[4]端口，同時保護 A 口其它位 switch(Check_Result) { case 0x0000: //IOA[3]=0 且 IOA[4]=0 衣物較干凈且較輕 { Wash1_Time=10。通過判斷將洗滌方案分為四種：較干凈且較輕、較干凈且較重 、較臟且較輕、較臟且較重。 //位選 IOB[11]置為 1 輸出個位值到 IOB 口顯示 delay()。 //i 取余得到時間個位 Shi_Wei=i/10。 int Ge_Wei,Shi_Wei。=0xFEFF。根據(jù)電路，電機兩端分別通過器件接到了 IOB[8]、 IOB[9]口，所 以控制該電機只需在這兩端口交替送入 0， 1 信號即可。 //IOB[8]口置 1 *P_IOB_Bufferamp。 } 電機正轉(zhuǎn)子程序及流程圖 電機正轉(zhuǎn)子程序主要用于洗滌狀態(tài)，漂洗狀態(tài)，脫水狀態(tài)。i0。k)。i) for(j=80。 //調(diào)報警子程序 ,洗衣結(jié)束 } 32 延時 1s 子程序流程圖及程序清單 延時程序采用三層嵌套循環(huán)方式，用于電機正反轉(zhuǎn)時間延時以及數(shù)碼管顯示時間時需要調(diào)用來減一計時。 //調(diào)進水狀態(tài)子程序 Wash_Clothes(1)。 } //等待檢測結(jié)束 Water_In()。 for(i=5。 *P_ADC_Ctrl=0x0013。 *P_IOA_Data=0x0038。 輸出端口設(shè)置 1). IOA[8]和 IOA[9]：控制電機正反轉(zhuǎn)輸出端口 當(dāng) IOA[8]=1 且 IOA[9]=0 時，電機正轉(zhuǎn) 當(dāng) IOA[8]=0 且 IOA[9]=1 時，電機反轉(zhuǎn) 2). IOA[12]和 IOA[13]：衣物臟凈顯示端口，用發(fā)光二極管顯示 當(dāng) IOA[12]=1 且 IOA[13]=0 時 ,表示衣物較干凈 當(dāng) IOA[12]=1 且 IOA[13]=1 時 ,表示衣物較臟 3).IOA[14]和 IOA[15]：衣物質(zhì)量顯示端口，用發(fā)光二極管顯示 當(dāng) IOA[14]=1 且 IOA[15]=0 時，表示衣物較輕 當(dāng) IOA[14]=1 且 IOA[15]=1 時，表示衣物較重 30 4).IOA[7]：進水狀態(tài)輸出端口 5).IOA[8]：洗滌狀態(tài)輸出端口 6).IOA[9]：漂洗狀態(tài)輸出端口 7).IOA[10]：排水狀態(tài)輸出端口 8).IOA[11]：脫水狀態(tài)輸出端口 9).DAC1：報警音樂輸出 軟件設(shè)計流程圖及程序 主程序及其流程圖 1).主程序采用調(diào)用各個狀態(tài)子程序的方式，流程 圖如下 圖 主程序流程圖 2).主程序清單如下： 開始 初始化及變量定義 調(diào)檢測模糊控制子程序并等待進水狀態(tài) 調(diào)用進水子程序 調(diào)用洗滌子程序 調(diào)用排水子程序 調(diào)用漂洗子程序 調(diào)用排水子程 序 調(diào)用脫水子程序 洗衣結(jié)束報警 調(diào)用進水子程序 31 //包含的頭文件 include “” //頭文件中包含各個寄存器的定義及位定義 include “” //該頭文件中包含音頻文件要調(diào)用的函數(shù) //定義全局變量，依次為洗滌時間，漂洗時間，脫水時間，檢測結(jié)果 int Wash1_Time,Wash2_Time,Dry_Time,Check_Result。 當(dāng)此端口輸入電壓為 0～ 左右（電位器值為 0～ 1k 左右）時，表示衣物較輕； 當(dāng)此端口輸入電壓為 ～ 5v 左右（電位器值為 1k～ 2k左右）時，表示衣物較重； 3). IOA[5]:水位檢測輸 入端口。但考慮設(shè)計經(jīng)費采用電位器來代 替，并以其電位器的值來反映。主程序完成初始化、鍵查詢處理、洗滌、漂洗、脫水等操作 。依據(jù)各傳感器檢測到的狀況，對洗衣機工作情況設(shè)計模糊規(guī)則表如下： 表 重量 渾濁度 很輕 1 較輕 2 較重 3 重 4 凈 a 1a 2a 3a 4a 較干凈 b 1b 2b 3b 4b 較臟 c 1c 2c 3c 4c 臟 d 1d 2d 3d 4d (注：分別用檢測到的這些狀態(tài)來確定洗衣時的水位，轉(zhuǎn)速。其各部分檢測結(jié)果通過 A/D 轉(zhuǎn)換器進入單片機 CPU 中進行處理分析；由于實驗條件影響，在設(shè)計模擬中我們用電位器來代替重量傳感器和渾濁度傳感器改變輸入量的輸入值； ⑵ 控制模塊：控制部分是整個智能洗衣機的關(guān)鍵部分，由單片機承擔(dān)處理工作。 （ 3）根據(jù)洗滌過程中的渾濁度信息修正實際的洗滌時間的長短和漂洗次數(shù)的多少。輸入變量為渾濁度、重量、水位。 23 工作原理 通過 幾個傳感器收集到的信息， 包括衣物重量，水位，衣物的臟污程度等信息， 經(jīng)過 處理器 綜合判定后，便自動選擇出最適當(dāng)?shù)乃?位 、洗滌時間和洗衣動作等工作參數(shù)，并按照衣物的大小及質(zhì)地等信息，執(zhí)行最佳洗滌程序。檢測功能是指通過一系列傳感器來檢測衣量、衣質(zhì)、臟污程度、臟污 性質(zhì)等指標(biāo)；控制功能是指根據(jù)所檢測到的信息來決定洗滌水位、水流方式、洗滌劑投放量和洗滌時間等。如果洗衣機操作人員的經(jīng)驗不足不能掌握其正確的操作方法，就可能對洗衣機造成功能上的浪費。 最大隸屬度法具有簡單、方便、涉及的信息量少和容易實現(xiàn)等優(yōu)點。它涵蓋和利用了模糊集合的所有信息，并根據(jù)隸屬度的不同而有所側(cè)重，但計算復(fù)雜，主要用于理論推導(dǎo)和實時性不強的場合。 2)將表示在論域范圍的清晰量經(jīng)尺度變換變成實際的控制量。 (4)清晰化 推理結(jié)果的獲得，表示模糊控制的規(guī)則推理功能己經(jīng)完成。 最后再用重心法對 u 求精 確值，即可得到最終控制量。 則有模糊關(guān)系 R: i j ijijR AB C? 式中 :i=1， 2，?， m。 j=l， 2，?， n。另一種是直接法 — 直接從控制規(guī)則即推理語句中求取控制量。這里介紹前兩種常用算法。以往很多模糊控制主要是模仿人的決策行為，而由此得到的控制規(guī)則往往比較粗糙，甚至?xí)霈F(xiàn)控帶 U 區(qū)?？梢酝ㄟ^記錄熟練操作人員的實際控制過程時的輸入輸出數(shù)據(jù)，并從中總結(jié)出模糊控制規(guī)則。它的建立是基于手動控制策略，而手動控制策略是基于操作者經(jīng)驗和技術(shù)知識。通常由一系列的關(guān)系詞連接而成，如 if 一 then， else， also， end， or 等。它通常由數(shù)據(jù)庫和模糊控制規(guī)則庫兩部分組成。 2)將上述已經(jīng)處理過的輸入量進行尺度變換，使其變化到各自的論域范圍。因此目前廣泛應(yīng)用的是二維模糊控制器。 20 多年來，出現(xiàn)了各種各樣的模糊控制器，具體有以下幾種 :簡單模糊控制器，模糊自調(diào)整控制器，模糊 PID控制器，模糊自組織控制器，模糊自適應(yīng)控制器，專家模糊控制器和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器等。原理框圖如圖 圖 模糊控制系統(tǒng)的組成 模糊控制過程可概括為下述 4 個步驟 : (1)根據(jù)本次采樣得到的系統(tǒng)的輸出值，計算所選擇系統(tǒng)的輸入變量 : (2)將輸入變量的精確值變?yōu)槟：?。 (4)傳感器 :傳感器將被控對象或?qū)⒏鞣N被控量轉(zhuǎn)換為電信號，它在模糊控制系統(tǒng)中占17 有非常重要的位置，因此它的精度影響著整個控制系統(tǒng)的精度。模糊控制與經(jīng)典控制的根本區(qū)別在于它并不需要建立被控對象 (或過程 )的精確數(shù)字模型，而是完全憑人的經(jīng)驗，應(yīng)用了人的思維和邏輯推理方法來“直觀”地進行控制。 Zadeh 創(chuàng)立的模糊集合是模糊數(shù)學(xué)的根本，它使得有人的經(jīng)驗參與的控制過程成為實際可能。 表 中斷源列表 16 第 3 章 模糊控制及其在設(shè)計中的應(yīng)用 模糊控制理論 模糊控制理論是近代控制理論中建立在模糊集合論基礎(chǔ)上的一種基于語言規(guī)則與模糊推理的控制理論，它是智能控制的一個重要分支。用戶可以用關(guān)中斷指令（或復(fù)位）屏蔽所有的中斷請求，也可以用開中斷指令使 CPU 接受中斷申請。在口位的輸出狀態(tài)下則決定其輸出是反相的還是 同相的；‘ 0’為反相輸出，‘ 1’則為同相輸出。這三個口中每個對 應(yīng)的位組合在一起，形成一個控制字，來定義相應(yīng) I/O 口位的輸入 /輸出狀態(tài)和方式。 圖 SPCE061A 的 I/O 端口結(jié)構(gòu)圖 SPCE061A 提供了位控制結(jié)構(gòu)的 I/O 端口，每一位都可以被單獨定義用于輸入或輸14 出數(shù)據(jù)。例如：手持遙控器、電子字典、 PDA、 計算器、移動電話等。 SPCE061A 有兩個 16 位通用的并行 I/O 口： A 口和 B 口。 圖 SPCE061A 最小系統(tǒng)原理圖 13 SPCE061A 的功能模塊簡介 通用 I/O 口 輸入 /輸出接口（也可簡稱為 I/O 口）是單片機與外設(shè)交換信息的通道。 性能 ? 16 位μ ’ nSP?微處理器； ? 工作電壓 (CPU) VDD 為 ~ (I/O) VDDH 為 ~ ? CPU 時鐘： ~ ； ? 內(nèi)置 2K 字 SRAM； ? 內(nèi)置 32K FLASH； ? 可編程音頻處理； ? 晶體振蕩器 。 SPCE061A 簡介 SPCE061A 是繼μ ’ nSP?系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽科技推出的又一款 16 位結(jié)構(gòu)的微控制器。 10 ? 功能強、效率高的指令系統(tǒng) μ ’ nSP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速 ,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持 ,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴展，以適應(yīng)不同用戶的需求。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無。高性能價格比： μ’nSPTM 家族片內(nèi)帶有高尋址能力的 ROM，靜態(tài) RAM 和多功能的 I/O 口，另外 μ’nSPTM 的指令系統(tǒng)提供出具有較高運算速度的 16 位， 16 位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，為其應(yīng)用添加了DSP功能，使得 μ’nSPTM 家族運用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利又比專用的 DSP芯片廉價。’nSP 家族把各功能把各功能部件模塊化地集成在一個芯片里。micro?！痭SP 內(nèi)核是一個通用 的和結(jié)構(gòu)。micro?！痭SP 系列單片機，以下簡稱 amp。圍繞 amp。凌陽的16 位單片機就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計的。傳感器將檢測的數(shù)據(jù)信息傳入到控制器中，在控制器中經(jīng)過分析處理， CPU 將得到數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較，得出控制結(jié)果，如：加水量、洗滌時間等，并將處理的結(jié)果輸出至執(zhí)行器動作； ⑶ 洗滌模塊：洗滌部分主要由機械部分電動機以及各種開關(guān)構(gòu)成，通過 CPU 控制的電機正反轉(zhuǎn)以及開關(guān)的閉、合完成各種洗滌動作； ⑷ 語音模塊：語音部分主要是一個小的揚聲器，通過 CPU 的控制，報告洗滌的進程； ⑸ 顯示模塊：顯示部分是一組 LED 數(shù)碼顯示以及 9 組發(fā)光二極管組成的顯示部分，用來顯示洗滌的時間以及洗滌的工序。根據(jù)傳感器接收的信息 ,洗衣機判斷出衣物多少 ,臟污程度、臟污性質(zhì) , 推理作出模糊 決策。通過傳感器檢測出衣物質(zhì)量，臟凈程度，通過模糊控制判斷屬于哪個狀態(tài)，對全局變量賦值，傳給 各個狀態(tài)，之后主程序調(diào)用各個狀態(tài)，進水狀態(tài)時用水位傳感器判斷給出的信號來確定水位是否到，達到之后就結(jié)束進水。生活水平的提高，家用電器日益增多，家用電器的噪音已經(jīng)成為提高生活質(zhì)量的一個負面因素。高效節(jié)能已經(jīng)成為洗衣機行業(yè)發(fā)展必然 的趨勢。洗衣機智能化技術(shù)有賴于微處理器和傳感器的發(fā)展。 洗衣 機也向著幾個明顯的方向發(fā)展。在嚴格意義上這 2 種洗衣機并不能稱作全自動 , 因為它們都需要人進行衣質(zhì)、衣量判斷 , 并確定洗衣時間。 關(guān)鍵詞： 洗衣機，模糊控制，凌陽單片機，自動控制 2 Subject: The Design of the Automatic Washing Machine Controller ABSTRACT A new method concerning the fuzzy control technique for the automatic washing machine, and the hardware adopting the single