【正文】 for(i=5。 //調(diào)進水狀態(tài)子程序 Wash_Clothes(1)。i) for(j=80。i0。 //IOB[8]口置 1 *P_IOB_Bufferamp。=0xFEFF。 //i 取余得到時間個位 Shi_Wei=i/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。 //IOA[12],IOA[14]口狀態(tài)燈亮 break。 Dry_Time=4。 } } } 進水狀態(tài)子程序及流程圖 該子程序用于洗衣機的進水狀態(tài)顯示，用 IOA[7]口的發(fā)光二極管狀態(tài)來顯示進水狀態(tài)。=0x0020。當(dāng)為 0則洗滌， 1 為漂洗。=0xFF7F。 //進水狀態(tài)燈 IOA[7]口燈亮 While(1) { check_high=(*P_IOA_Data)。 *P_IOA_Buffer=0xF000。 } case 0x0010: //IOA[3]=0 且 IOA[4]=1 衣物較干凈且較重 { Wash1_Time=20。 Dry_Time=2。 //位選 IOB[10]置為 1 輸出十位值到 IOB 口顯示 delay()。 i=timer。 1).流程圖如下： 圖 電機反轉(zhuǎn)子程序流程圖 開始 給 IOA[8]賦高電平 給 IOA[9]賦低電平 返回 延時 開始 給 IOA[9]賦高電平 給 IOA[8]賦低電平 返回 延時 35 2).電機反轉(zhuǎn)子程序清單如下： void Motor_N_Dir() ///電機反轉(zhuǎn)子程序 { *P_IOB_Buffer|=0x0200。正轉(zhuǎn)狀態(tài)時送入的狀態(tài)是 IOB[8]=1 且 IOB[9]=0。 1).流程圖如下： 圖 延時 1ms 子程序流程圖 2).延時 1ms 子程序清單如下： void delay() { int i,j。 for(i=18。 //調(diào)洗滌狀態(tài)子程序 Water_Out()。 //調(diào)檢測子程序 *P_IOB_Bufferamp。 *P_IOA_Dir =0xFFC0。實際中采用可稱重的壓力傳感器來進行衣物質(zhì)量的檢測。在實際設(shè)計中，則采用了重量及渾濁度只分為兩個檔位輕、重和凈、臟，水位開關(guān)只采用了一個檔位的 ) SPCE061A 水位傳感器 渾濁度傳感器 重量傳感器 電機驅(qū)動電路 電機正轉(zhuǎn) 電機反轉(zhuǎn) 指示燈與 LED 數(shù)碼管顯示 電路 語音報警電路 25 第 4 章 硬件設(shè)計 電源電路的設(shè)計 圖 電源電路 信號檢測電路 26 圖 洗滌電路 圖 顯示電路 27 圖 時間顯示電路 圖 28 語音報警電路 圖 29 第 5 章 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計思路 全自動洗衣機模糊控制系統(tǒng)軟件由主程序、多個功能子程序兩個層次組成。分別由水位傳感器，重量傳感器和渾濁度傳感器檢測到，并放大經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入單片機的輸入端口，控制器根據(jù)模糊推理規(guī)則確定進水量，洗滌時間等。 因此我們確定了模糊控制器的輸入輸出量。它能夠完成除開啟電源、放取衣物之外的全部功能，并保證高質(zhì)量的洗滌效果。即 22 0 max ( )vvv?? ， vV? 當(dāng)取最大隸屬度對應(yīng)的輸出值多于一個時，一般取這些元素的平均值作為精確控制量。 清晰化的作用是將模糊推理得到的控制量 (模糊量 )變換為實際用于控制的清晰量。運算符 ? 表示對模糊量求內(nèi)積。 2)關(guān)系矩陣法 設(shè)控制系統(tǒng)的控制規(guī)則為 : If e= iA and △ e= jB ， then u= ijC 。目前，這種方法還在發(fā)展中，許多專家學(xué)者正致力于這方面的研究。另一種方式是通過向有經(jīng)驗的專家和操作人員咨詢，從而獲得特定應(yīng)用領(lǐng)域模糊控制規(guī)則的原型，在此基礎(chǔ)上再進行湊試和調(diào)整。在規(guī)則推理的模糊關(guān)系方程求解過程中，向模糊推理提供數(shù)據(jù)。因此它實質(zhì)上是模糊控制器的輸入接口，其作用是將輸入的精確量轉(zhuǎn)換成模糊化量。 (4)由上述得到的控制量 (模糊量 )計算精確的輸出控制量，并作用于執(zhí)行機構(gòu)。 (2)輸入 /輸出接口裝置 :通過輸入 /輸出接口從被控對象獲取數(shù)字信號，送 至模糊控制器，并將模糊控制器決策出的輸 出數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)變 為模擬信號，送給執(zhí)行機構(gòu)去控制被控對象 。與傳統(tǒng)控制方式相比，模糊控制利用人類專家控制經(jīng)驗，對于非線性、復(fù)雜對象的控制顯 示了魯棒性好、控制性能高的優(yōu)點。 Data 位在口位的輸出狀態(tài)下被寫入的是輸出數(shù)據(jù)，不過，數(shù)據(jù)是 經(jīng)過反相器輸出還是經(jīng)過同相緩存器輸出要由 Attrib 位 來決定。 3 個端口內(nèi)每個對應(yīng)的位組合在一起，形成一個控制字，用來定義相應(yīng) I/O 口位的輸入輸出狀態(tài)和方式。 A 口的 IOA0~IOA7 用作輸入口時具有喚醒功能，即具有輸入電平變化引起 CPU 中斷功能。 結(jié)構(gòu)概覽 圖 SPCE061A 的結(jié)構(gòu) 12 芯片的引腳排列和說明 圖 SPCE061A 引腳框圖 SPCE061A 有兩種封裝片，一種為 84 個引腳， PLCC84 封裝形式 u’Nspce 061a 的最小系統(tǒng)的外圍電路 最小系統(tǒng)接線如圖 所示，在 OSC0、 OSC1 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作 。另外，μ ’ nSP?家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時正常工作，且能用電池供電。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本。具有較 強的中斷處理能力。以及這種結(jié)構(gòu)可大可小可有可無，借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可成為各種系列的派生產(chǎn)品，以適合不同場合，這樣做無疑會使每種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本?！痭SP 家族。micro。 總體設(shè)計方案 硬件電路模塊 洗衣機硬件部分分為五大模塊進行設(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)換器實現(xiàn)，其又分為：衣物重量，衣物污度檢測，水位檢測。 鑒于對市場調(diào)查及現(xiàn)狀的了解我們決定采取以下的設(shè)計方案。不可再生能源日益減少和人類對能源要求量日益增加的矛盾，決定了節(jié)能成為整個社會活動的趨勢。隨著模糊控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛開展 , 人類的這種愿望就有了實現(xiàn)的機會。洗衣過程用發(fā)光二極管顯示各狀態(tài)，數(shù)碼管顯示各狀態(tài)時間?？梢詫崿F(xiàn)洗衣機的智能控制 ,提高洗衣質(zhì)量 ,節(jié)約能源。 本設(shè)計共分 7 章，第 1 章為概述總體設(shè)計思路各模塊，第 2 章介紹設(shè)計中應(yīng)用的核心部分凌陽單片機，第 3 章為模糊控制及其在設(shè)計中應(yīng)用簡介，第 4 章為硬件設(shè)計，第5 章為軟件設(shè)計，第 6 章為系統(tǒng)調(diào)試，第 7 章為結(jié)束與設(shè)計體會。 智能化。 靜音。當(dāng)洗衣結(jié)束時利用凌陽單片機的語音功能報警。 軟件設(shè)計 在軟件設(shè)計上，我們根據(jù)硬件電路進行了編寫，初始化后進行 調(diào)用檢測模糊控制子程序，檢測完畢后依次進行調(diào)用進水，洗滌，排水，漂洗，排水，脫水，報警子程序。micro?！痭SP 內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM PAM 和功能豐富的各種外設(shè)部件?！痭SP 家族有有以下特點：體積小 ，集成度高，可靠性好易于擴展。功能強、效率高的指令系統(tǒng)： μ’nSPTM 的指令系統(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。 ? 具有較強的中斷處理能力 μ ’ nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持 10個中斷向量及 10余個中斷源，適合實時應(yīng)用領(lǐng)域。與 SPCE500A 不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能， SPCE061A 里只內(nèi)嵌 32K 字的閃存（ FLASH）。輸入端口負(fù)責(zé)從外 界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。 圖 是 SPCE061A 的 I/O 端口結(jié)構(gòu)圖。 表 具體表示了如何通過對 I/O 口位的方向向量位 Dir、屬性向量位 Attrib 以及數(shù)據(jù)向量位 Data 進行編程，來設(shè)定口位的輸入 /輸出狀態(tài)和方式。每一個中斷源可以用軟件獨立控制為開或關(guān)中斷狀態(tài)，但中斷級別不可用軟件設(shè)置。模糊集合論的核心是對復(fù)雜的系統(tǒng)或過程建立一種語言分析的數(shù)學(xué)模式，是自然語言能直接轉(zhuǎn)化為計算機所能接受的算法語言。 其基本工作原理是 :微機經(jīng)中斷采樣獲取被控制量的精確值，然后將此量與給定值比較得到偏差信號。 18 模糊控制器輸入變量的個數(shù)稱為維數(shù)，按維數(shù) 可將模糊控制器分為一維模糊控制器、二維模糊控制器和多維控制器。 3)將已經(jīng)變換到論域范圍的輸入量進行模糊處理，使原先精確的輸入量變成 模糊量，并用相應(yīng)的模糊集合來表示。它們反映 T 控制專家的經(jīng)驗和知識。 3)基于過程的模糊模型 控制對象的動態(tài)特性通?？捎梦⒎址匠?、傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程等數(shù)學(xué)方法來加以描述，用語言對這樣的控制對象加以描述稱為模糊模型。 l)查表法 查表法即把所有可能的輸入都量化到語言變量論域的元素上，并以此作為輸入量進行組合，求出任意輸入量論域元素和 輸出量論域元素之間的關(guān)系表格。 e 是偏差， iA 是偏差的語言變量值 。 (3)模糊推理 21 模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模擬人的基于模糊概念的推理能力。 常用的清晰化有 3 種 :重心法、最大隸屬度法、加權(quán)平均法。但是這 種方法不考慮輸出隸屬度函數(shù)的形狀和分布以及隸屬度小的其它元素，因此會丟 失很多信息，在一些控制要求不高的場合應(yīng)用較多。設(shè)計全自動洗衣機的關(guān)鍵就是如何根據(jù)檢測到的各項指標(biāo)來決定洗滌的程式。輸出變量有洗滌時間、水位、脫水時間、漂洗方式等。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。 子程序包括顯示子程序、衣物重量檢測子程序、進水子程序、洗滌子程序、漂洗子程序、脫水子程序、時鐘中斷子程序等。本次設(shè)計時采用開關(guān)式水位傳感器。 *P_IOB_Dir=0xFFFF。i=0。 //調(diào)漂洗狀態(tài)子程序 Water_Out()。j0。i) for(j=52。=0xFDFF。 //IOB[8]口置 0 delay()。 //i 整除 10 得到時間十位 for(j=0。 1). 檢測控制子程序流程圖如下 ： 37 圖 檢測控制子程序流程圖 2). 檢測控制子程序 void Check_Control() { //根據(jù)檢測結(jié)果確定洗衣的各狀態(tài)時間 Check_Result=(*P_ADC_MUX_Data)。 Y N Y N Check_Result=0x0000 開始 讀取檢測到的 Check_Result 狀態(tài) Check_Result=0x0008 狀態(tài) 2 返回 狀態(tài) 4 返回 Y 狀態(tài) 3 返回 N Check_Result=0x0010 狀態(tài) 1 返回 38 } case 0x0008: //IOA[3]=1 且 IOA[4]=0 衣物較臟且較輕 { Wash1_Time=15。 *P_IOA_Buffer=0xD000。