【文章內(nèi)容簡介】 驗獲得，共有25 條模糊規(guī)則[3]。當(dāng)兩個方向的狀態(tài)處于同一量級時，如同為很少，或同為少時，綠燈的延時T2均取“短”；如同為中，或同為多，或同為很多時，綠燈的延時T2均取“中”，其目的是保證雙方流量相差不多的情況下，盡快地均衡疏散。T2 。 T2模糊控制規(guī)則表X Y很少少中等多很多很少短很短很短很短很短少短短很短很短很短中等長適中適中短短多很長長適中適中適中很多很長很長長適中適中 模糊推理算法與解模糊從模糊規(guī)則得到的結(jié)果仍然是模糊量，還要經(jīng)過模糊推理算法還原為精確量才能輸出。本設(shè)計采用當(dāng)今模糊控制算法的主流算法—簡易模糊推理算法。對于每個確定的輸入X和Y值對應(yīng)不同的模糊子集，具有不同的從屬度。由此而激活的多條模糊規(guī)則以取小的策略求出各輸出于模糊集的從屬度，然后再采用重心法(加權(quán)平均法)解模糊，求出T2的值[4]:式中:為確定的X、Y輸入值所對應(yīng)的不同模糊子集的從屬度；為輸出各模糊子集所對應(yīng)的重心值。在MATLAB提供的模糊邏輯工具箱里的規(guī)則觀測器里可方便的得出X=3且Y=2的T2 值。 規(guī)則觀察器 快速生成模糊控制查詢表不同的采樣點X，Y對應(yīng)不同的T2，由于X的模糊論域是(0~5)，Y的模糊論域是(0~5)，所以T2的個數(shù)一共是66=36個，每個數(shù)據(jù)都可以用上面的模糊推理和解模糊方法得到，但需要計算36次，比較麻煩。而利用evaifis函數(shù)即可一次性得到36個T2值，具體程序如下，其中“jiaotongdeng”，為本系統(tǒng)在MATLAB提供的FIS編輯器中的文件名。for i=0:1:5X=[i i i i i i]Y=[0 1 2 3 4 5]a = readfis(39。jiaotongdeng39。)；evalfis([X。Y],a)end由程序得出的數(shù)值經(jīng)四舍五入取整后得到模糊控制查詢表。 模糊控制查詢表Y X012345022788811258882114666311344441134445113444第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 芯片介紹 STC89C51/52 RC/RD+系列單片機簡介STC89C51/52 RC/RD+系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。STC89C51/52 RC/RD+系列單片機的特點：(1) 增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期8051CPU(2) 工作電壓：—(5V單片機)/—(3V單片機)(3) 工作頻率范圍：040MHz,相當(dāng)于普通8051的080MHz,實際工作頻率可達48MHz(4) 用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)(5) 片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM(6) 通用I/O口（32/36個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口），P0口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。(7) ISP（在線可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器，可通過串口（）直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片(8) EEPROM功能(9) 看門狗(10) 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（D版本才有），外部晶體20M以下時，可省外部復(fù)位電路(11) 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當(dāng)成2個8為定時器使用(12) 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒(13) 通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART(14) 工作溫度范圍：0—75℃/40—+85℃(15) 封裝：LQFP44,PDIP40,PLCC44,PQFP44本設(shè)計中用到的單片機為STC89C52, PDIP40。與STC89C51不同之處是內(nèi)部Flash變大：STC89C51有4K字節(jié)的內(nèi)部Flash程序存儲器,而STC89C52的內(nèi)部Flash程序存儲器增加1倍，達到8K。其引腳圖如下圖： STC89C52RC引腳圖STC89C52RC單片機的主要功能特性： 兼容傳統(tǒng)8051單片機指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（100000次）Flash ROM 32個雙向I/O口 512x8bit內(nèi)部RAM 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 2個串行中斷 可編程UART串行通道 2個外部中斷源 共6個中斷源 2個讀寫中斷口線 3級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能STC89C52RC單片機的引腳功能P0 口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻P1 口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。（）和輸入（）。P2 口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。　　P3 口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能。　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位?！　LE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端?！　TAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 MAX485MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS－485芯片。 采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平的功能。 MAX485引腳結(jié)構(gòu)圖從圖中可以看出,MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡單,內(nèi)部含有一個驅(qū)動器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可；RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE為邏輯0時，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩個引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端,當(dāng)A引腳的電平高于B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機連接時接線非常簡單。只需要一個信號控制MAX485的接收和發(fā)送即可。同時將A和B端之間加匹配電阻，一般可選120Ω的電阻。 ULN2003美國Texas Instruments公司、美國Sprague公司生產(chǎn)的ULN2003是高耐壓、大電流達林頓陳列，由7組達林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時驅(qū)動7組負載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。該電路的特點如下：,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003在各種控制電路中常用它作為驅(qū)動繼電器的芯片，其芯片內(nèi)部做了一個消線圈反電動勢的二極管。ULN2003的輸出端允許通過IC 電流200mA，飽和壓降VCE 約1V左右，耐壓BVCEO 約為36V。輸出電流大，故可以直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器(SSR)等外接控制器件，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。根據(jù)集成電路驅(qū)動器2003的輸入輸出特性，有人把它簡稱叫“驅(qū)動器”、“反向器”、“放大器”等。當(dāng)2003輸入端為高電平時，對應(yīng)的輸出口輸出低電平，繼電器線圈通電，繼電器觸點吸合；當(dāng)2003輸入端為低電平時，繼電器線圈斷電，繼電器觸點斷開。 ，： ULN2003引腳圖 ULN2003功能框圖 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器（Solid State Relay ,縮寫 SSR）是用分離的電子元器件、集成電路（或芯片）及混合微電路技術(shù)結(jié)合發(fā)展起來的一種具有繼電特性的無觸點式電子開關(guān)，可以實現(xiàn)控制回路（輸入電路）與負載回路（輸出電路）的電隔離及信號耦合，由固態(tài)器件實現(xiàn)負載的通斷切換功能，內(nèi)部無任何可動部件。具有壽命長、可靠性高、開關(guān)速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點。固態(tài)繼電器的組成固態(tài)繼電器主要由輸入（控制）電路，驅(qū)動電路和輸出（負載）電路三部分組成。固態(tài)繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路，使之成為固態(tài)繼電器的觸發(fā)信號源。固態(tài)繼電器的輸入電路多為直流輸入，個別的為交流輸入。固態(tài)繼電器的驅(qū)動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發(fā)電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光—三極管、光—雙向可控硅、光—二極管陣列(光—伏)等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成約10MHz的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護、顯示等各種功能電路。觸發(fā)電路的作用是給輸出器件提供觸發(fā)信號。固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號的控制下，實現(xiàn)固態(tài)繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時還包括反饋電路。目前，各種固態(tài)繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控硅(Thyristor或SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應(yīng)管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。固態(tài)繼電器的工作原理 固態(tài)繼電器是用半導(dǎo)體器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)電接點作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點開關(guān)器件，單相SSR為四端有源器件，其中兩個輸入控制端，兩個輸出端，中間采用隔離器件實現(xiàn)輸入輸出的電隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。固態(tài)繼電器的控制信號所需的功率極低，因此可以用弱信號控制強電流。SSR成功地實現(xiàn)了弱信號(Vsr)對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應(yīng)用，使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS等常用集成電路兼容，可以實現(xiàn)直接聯(lián)接。 LED數(shù)碼管LED數(shù)碼顯示是一種由LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了8個LED發(fā)光二極管,其中7個用于顯示字符,1個用于顯示小數(shù)點,故通常稱之為7段(也有稱作8段)發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。 LED數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5V,每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。 共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。 為了顯示字符,要為LED顯示器提供顯示段碼(或稱字形代碼)，組成一個“8”字形字符的7段,再加上1個小數(shù)點位,共計8段,因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個字節(jié)。各段碼位的對應(yīng)關(guān)系如下： 數(shù)字、字母與7段代碼關(guān)系表字型共陽極段碼共陰極段碼字型共陽極段碼共陰極段碼0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHb83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HdA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF84H71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H單片機與LED數(shù)碼顯示器有以硬件為主和以軟件為主的兩種接口方法。硬件接口方法：LED數(shù)碼管與譯碼器相連，通過硬件譯碼。軟件接口方法:它是以軟件查表代替硬件譯碼,不但省去了譯碼器,而且還能顯示更多的字符。但是驅(qū)動器是必不可少的,因為僅靠接口提供不了較大的電流供LED顯示器使用。