【正文】 //進(jìn)水狀態(tài)燈 IOA[7]口燈滅 } 洗滌、漂洗狀態(tài)子程序及流程圖 這兩個狀態(tài)采用一個子程序來控制，用調(diào)用時的參數(shù)來區(qū)分洗滌還是漂洗。 //循環(huán)檢測 IOA 口的數(shù)據(jù) check_highamp。 //IOA[12],IOA[13],IOA[14],IOA[15]口狀態(tài)燈亮 break。 Wash2_Time=17。 *P_IOA_Buffer=0x5000。 } } 檢測模糊控制子程序及流程圖 檢測程序用于 IOA[3]、 IOA[4]端口輸入的狀態(tài)，分別作為衣物臟凈顯示輸入端口和衣物質(zhì)量檢測輸入端口，通過對這些狀態(tài)的檢測并進(jìn)行模糊輸入精確化處理從而確定洗衣狀態(tài)，漂洗狀態(tài)，脫水狀態(tài)等在不同情況下的洗滌，漂洗，脫水時間。 //將時間傳給變量 i Ge_Wei=i%10。 //IOB[9]口置 1 *P_IOB_Bufferamp。 1).流程圖如下： Y Y N,j N,i 判斷 j=0? 判斷 i=0? 結(jié)束 開始 定義變量 i ,j 并賦初值 34 圖 電機(jī)正轉(zhuǎn)子程序流程圖 2).電機(jī)正轉(zhuǎn)子程 序清單如下： void Motor_P_Dir() //電機(jī)正轉(zhuǎn)子程序 { *P_IOB_Buffer|=0x0100。 for(i=5。i0。 //調(diào)排水狀態(tài)子程序 Water_In()。=0xFCFF。 //端口寄存器初始化 *P_IOA_Attrib=0xFFC0。實(shí)驗(yàn)設(shè)計時采用電位器來代替。主程序中既有模糊控制程序 , 也有用戶根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置的用戶程序。輸出量有水流方式（電機(jī)正反轉(zhuǎn)），水位，洗滌時間 首先，我們將設(shè)計的洗衣機(jī)硬件部分分為五大模塊進(jìn)行設(shè)計，主要分以下五大模塊： ⑴ 檢測模塊：檢測部分主要由各傳感器和 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，其又分為：衣物重量，衣物污度檢測，水位檢測 。 洗衣機(jī)的模糊控制關(guān)系是一個多輸入、多輸出的控制系統(tǒng)。全自動洗衣機(jī)的核心是單片機(jī)控制板，它具有檢測和控制功能。即 0 11NiivvN ?? ?， max ( ( ))i v V vv u v?? 式中， N 為具有相同最大隸屬度輸出的總數(shù)。它包 含以下兩部分內(nèi)容 : l)將模糊的控制量經(jīng)清晰化變換，變成表示在論域范圍的清晰量 。 對于特定輸入精確量 a、 b，有輸出 : ()u A B R?? A、 B 分別是偏差、偏差變化率的論域。 其中 :i=1， 2，?， m。 常用的模糊控制算法有基于 Mamdani 推理的查表法、關(guān)系矩陣法、解析法。 2)基于操作人員的實(shí)際控制 過程 在許多人工控制的工業(yè)系統(tǒng)中，無法運(yùn)用常規(guī)的控制方法進(jìn)行設(shè)計和仿真。 規(guī)則庫包括了用模糊語言變量表示的一系列控制規(guī)則。模糊化的具體過程如下 : 1)首先對這些數(shù)量進(jìn)行處理，以變成模糊控制器要求的輸入量。 模糊控制器基本結(jié)構(gòu) 自 1974 年英國科學(xué)家 Mamdani 首次將模糊控制理論應(yīng)用于蒸汽機(jī)控制后，模糊控制在工業(yè)過程控制、家電、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛的應(yīng)用。 (3)廣義對象 :包括被控對象與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，被控對象可以是線性的，也可以是非線性的、定?；驎r變的等多種情況 。模糊控制理論是建立在模糊集合論基礎(chǔ)上的。 表 I/O端口的組合控制設(shè)置 15 中斷系統(tǒng) SPCE061A 單片機(jī)中斷系統(tǒng)，可以提供 14 個中斷源，具有兩個中斷優(yōu)先級，可實(shí)現(xiàn)兩級中斷嵌套功能。 方向向量 Dir、屬性向量 Attrib 和數(shù)據(jù)向量 Data 分別代表三個控制口。 在那些用電池供電、追求低能耗的應(yīng)用場合，可以應(yīng)用 CPU 的睡眠模式（通過軟件設(shè)置）以降 低功耗，需要時以按鍵來喚醒 CPU，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。 其它不用的電源端和地端接上 F 的去藕電容提高抗干擾能力 。這對于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。 μ ’nSP ? 家族的特點(diǎn) ? 體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展 μ ’ nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。 μ’nSPTM 家族的中斷系統(tǒng)支持 10個中斷向量及 10 余個中斷源，適合實(shí)時應(yīng)用領(lǐng)域。 amp。采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以 amp?！痭SP 。其各部分檢測結(jié)果通過 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī) CPU 中進(jìn)行處理分析；由于實(shí)驗(yàn)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(jī)的關(guān)鍵部分，由單片機(jī)承擔(dān)處理工作。 設(shè)計中是采用凌陽 spce061a 單片機(jī)作為核心控制芯片，利用其外圍電路接口 IOA，IOB 口來控制外設(shè)電路。對于洗衣機(jī)行業(yè)來說，要在保證洗凈度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)省電、節(jié)水。模糊控制在電器上的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得到普遍重視。并利用了凌陽 SPCE061A 的語音功能，洗衣結(jié)束進(jìn)行報警。1 論文題目： 全自動洗衣機(jī)控制器的設(shè)計 摘 要 將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于全自動洗衣機(jī)的控制 , 給出了以凌陽單片機(jī)公司的SPCE061A 單片機(jī) 為核心的硬件框圖和相關(guān)的軟件編程思路。 關(guān)鍵詞： 洗衣機(jī)，模糊控制，凌陽單片機(jī)，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 singlechip puter is taking SPCE061A, as a core and reference programming idea. And it could make use of the technique of intelligence control, so the quality of washing is improved and the source is saved. The hardware configuration and software flow chart of the system are preferred. The software of fuzzy control has a decisive part in whole control process. The design of the hardware manufactures a machine to connect the outer circle of the singlechip and the outer circle hardware electric circuits , and the software procedure is wrote, which includes the main procedure and many sub procedure, to e true the watering in, washing clothes, watering out and drying. And we use the sensor to reflect the dirty and the mass of the clothes, and the high of the water, and then distinguish it and wash clothes. In the process of washing, the light emitter diode will indicate every condition, and the digital diode will show the time of the condition. And we make use of the voice function of the spce061a to warning when the process is finished. Key wards: Washing Machine, Fuzzy control, Singlechip puter of SPCE061A, Automatic control 3 前 言 本課題是以洗衣機(jī)作為被控對象 , 設(shè)計一套應(yīng)用于洗衣機(jī)的采用模糊控制理論的系統(tǒng) , 目的是只用一個鍵開始就能完成洗衣全過程所有功能。 洗衣 機(jī)也向著幾個明顯的方向發(fā)展。高效節(jié)能已經(jīng)成為洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展必然 的趨勢。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(jìn)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(dá)到之后就結(jié)束進(jìn)水。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(jìn)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(jī)械部分電動機(jī)以及各種開關(guān)構(gòu)成，通過 CPU 控制的電機(jī)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(yáng)聲器，通過 CPU 的控制，報告洗滌的進(jìn)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。圍繞 amp。micro。micro。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(yùn)算速度的 16 位， 16 位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用添加了DSP功能，使得 μ’nSPTM 家族運(yùn)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。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。 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。 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(jī)與外設(shè)交換信息的通道。例如：手持遙控器、電子字典、 PDA、 計算器、移動電話等。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。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。 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(yàn)參與的控制過程成為實(shí)際可能。 (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。 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。 2)將上述已經(jīng)處理過的輸入量進(jìn)行尺度變換，使其變化到各自的論域范圍。通常由一系列的關(guān)系詞連接而成，如 if 一 then， else， also， end， or 等?？梢酝ㄟ^記錄熟練操作人員的實(shí)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。這里介紹前兩種常用算法。 j=l， 2，?， n。 最后再用重心法對 u 求精 確值，即可得到最終控制量。 2)將表示在論域范圍的清晰量經(jīng)尺度變換變成實(shí)際的控制量。 最大隸屬度法具有簡單、方便、涉及的信息量少和容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。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。輸入變量為渾濁度、重量、水位。其各部分檢測結(jié)果通過 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī) CPU 中進(jìn)行處理分析；由于實(shí)驗(yàn)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(jī)的關(guān)鍵部分，由單片機(jī)承擔(dān)處理工作。主程序完成初始化、鍵查詢處理、洗滌、漂洗、脫水等操作 。 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。 *P_IOA_Data=0x0038。