【正文】 由輸入量到輸出量的計算，再將計算出的控制量存儲在fuzztime寄存器中。并調(diào)用顯示程序刷新當(dāng)前系統(tǒng)的溫度。整個程序為順序執(zhí)行。，具體程序見附錄B。2定時器1中斷服務(wù)子程序同定時器0類似，定時器實現(xiàn)了模擬的PWM變換。即定時器1中存在一個周期時間（為20MS）。在這個時間內(nèi)定時器1在fuzztime個周期的時間內(nèi)將執(zhí)行器通電，使加熱器加熱，其余的周期時間（20fuzztime）執(zhí)行器不通電。 定時中斷0服務(wù)程序流程圖中斷入口存儲斷點A/D轉(zhuǎn)換模糊運算顯示刷新返回輸出20fuzztime個負(fù)周期中斷入口輸出fuzztime個正周期 定時中斷1服務(wù)程序的流程圖返回重置計數(shù)器整個程序采用順序執(zhí)行。具體程序見附錄B。 模糊運算子程序模糊運算程序?qū)崿F(xiàn)了由A/D轉(zhuǎn)換值到模糊控制值的運算。其中包含了求差量化和查模糊表等子程序。偏差=現(xiàn)行溫度值─設(shè)定溫度值，其模糊集合可以表示為{負(fù)大（NB）、負(fù)小（NS）、零（Z0）、正?。≒S）、正大（PB）}并將其大小量化為九個等級：4，3，2，1，0，+1，+2，+3，+4。其論域E為E={4，3，2，1，0，+1，+2，+3，+4}。為簡化運算，可將控制量U的大小也量化成上述九個等級若根據(jù)專家經(jīng)驗，： 模糊集的隸屬度量量化等級語言變量43210+1+2+3+4PB0000011PS00010ZO00100NS010000NB1100000根據(jù)熟練操作人員手工控制經(jīng)驗，模糊控制規(guī)則如下：1）IF E=NB THEN U=PB2）IF E=NS THEN U=PS3）IF E=ZO THEN U=ZO4）IF E=PS THEN U=NS5）IF E=PB THEN U=NB上述模糊控制規(guī)則為一多重模糊條件語句，可用誤差論域E到控制量論域U的模糊關(guān)系R表示為：接下來再由講法法則和上述計算關(guān)系進(jìn)行矩陣運算， 差值與控制量的等級對應(yīng)表43210+1+2+3+4U+4+3+2+101234 量化等級與實際溫度的對應(yīng)表量化等級43210+1+2+3+4實際溫差℃53210+1+2+3+5 控制量的量化等級與實際輸出之間的關(guān)系量化等級43210+1+2+3+4實際輸出20105321000注：數(shù)值為每20個周期內(nèi)的導(dǎo)通周期數(shù)實際運用過程中，可以將4~4量化為0~8，減少符號數(shù)的運算。 簡化后的實際溫差與實際輸出的關(guān)系表序，可由差值量化后直接求出控制量，而不必要對控制量進(jìn)行反量化。實際溫差5℃℃℃℃0℃+℃+℃+℃+5℃012345678實際輸出20105321000 注：數(shù)值為每20個周期內(nèi)的導(dǎo)通周期數(shù)分析可知，可以通過查表程序來求得其模糊控制值。入口差值為正？直接量化負(fù)數(shù)求原碼去符號返回A/D值－１０００入口求差值并量化由差值量化值求fuzztime返回保存 模糊運算子程序的流程圖 抗干擾設(shè)計與軟件調(diào)試 在系統(tǒng)的運行過程中可能出現(xiàn)各種干擾，如信號不穩(wěn)定、電路板搞干擾能力差、程序跑飛等，也可能在搬運或者使用過程中對電路板或者原器件的磨損等。所以在設(shè)計過程中應(yīng)做好搞干擾設(shè)計，以求將干擾對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響降到最低。 硬件抗干擾設(shè)計在硬件設(shè)計過程中為了減少外部信號對系統(tǒng)的影響采用了以下幾種抗干擾措施。1. I/O口外接濾波電容和上拉電阻，減小信號干擾。2. 制作PCB板時對重點信號線實行地線包絡(luò)，并于導(dǎo)線集中的地方和過孔處補上淚滴，加強(qiáng)連接。3. PCB板的雙面分別填充電源層與地線層[14]，并對沒有并線的地方進(jìn)行覆銅3. PCB板布局實行模塊化分離，模塊之間進(jìn)行信號隔離，對電源變壓器進(jìn)行隔離。 軟件抗干擾措施軟件抗干擾就有投資低的優(yōu)點，本文采用的軟件抗干擾措施如下：（1） 指令冗余當(dāng)CUP受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序的混亂，我們首先要盡快將程序納入正軌，也就是讓程序彈飛到某一個單字節(jié)指令NOP，這就是指令冗余，自此，常在一些對程序的流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令，以保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。在某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)至關(guān)重要的指令前也可插入兩條NOP指令，以保證被正確執(zhí)行。（2） 軟件陷阱 當(dāng)彈飛的程序落到非程序區(qū)（如ROM中未使用的空閑和程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū)）時，就形成了死循環(huán)，解決的辦法就是用一條引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲的程序印象到一個指定的地址，為了加強(qiáng)捕獲的效果，一般還在其前面加兩條NOP指令[15]。因此，軟件陷阱由三條指令組成：NOPNOPLJIMP STARTa. 未使用的中斷向量區(qū)當(dāng)干擾未使用的中斷開放，并激活這些中斷時，就會進(jìn)一步引起混亂，如果我們在這些地方布上陷阱，就能及時捕獲到中斷?？稍谥袛嗳肟谔幖尤隦ETI指令。b. 未使用的大片ROM空間對于剩下的ROM空間，一般在每隔一段設(shè)置一個陷阱（02H 00H 00H）從頭開始，此時前兩個00H即是設(shè)置陷阱的地址，又是NOP指令，起到雙重的作用。 軟件調(diào)試軟件的調(diào)試包括模糊運算中的模糊表的求取和程序的調(diào)試。1. 模糊表的求取在軟件設(shè)計部分中已經(jīng)說明，模糊運算中由于單片機(jī)的運算能力有限，所以將模糊矩陣的運算部分采用了離線的方式，進(jìn)行求取。其體的求取過程如下：(1)將熟練操作人員得出的模糊關(guān)系得出關(guān)系R。 系統(tǒng)的模糊關(guān)系R(2) 運行編好的程序，求出控制量。依次輸入各種情況下的模糊隸屬度，并進(jìn)行解模糊求出控制表。 E=NS時的控制值如E=NS時有，U=[ 1 ]。(3) 解模糊并求出控制將上述結(jié)果進(jìn)行解模糊即按照隸屬度最大原則，應(yīng)先取控制量為“+1”級。同理均可從R中確定一個相應(yīng)的值。2 . 軟件的調(diào)試軟件的調(diào)試部分包括各類程序的調(diào)試，如主程序、鍵盤管理子程序、定時中斷程序。當(dāng)然最重要的是模糊運算程序，它可以檢測模糊運算的正確性，和在此運算方式下的控制效果及精度等。接好調(diào)試電路，輸入程序并進(jìn)行查錯、編譯，運得程序觀察結(jié)果，并繪制曲線如下。（1）當(dāng)輸入溫度為95℃時，理想曲線、。 輸入溫度為95℃時的系統(tǒng)響應(yīng)曲線 (２)　選中最終參數(shù)后，輸入溫度為50℃時。 輸入溫度為50℃時的系統(tǒng)響應(yīng)曲線分析：（1） 我們可以看出當(dāng)?shù)谝淮螠y試時，由于參數(shù)不準(zhǔn)，所以出現(xiàn)了誤差較大，達(dá)不到系統(tǒng)指標(biāo)。而經(jīng)過不斷調(diào)整參數(shù)，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的控制效果。（2） 當(dāng)參數(shù)調(diào)好后，重新設(shè)置輸入溫度?？梢钥闯鲈趖1以前系統(tǒng)全速加熱，但由于自然散熱，曲線并不是直線。而溫度上升到48℃時上升斜率減小，℃時更小，℃以內(nèi)。綜上所述，系統(tǒng)采用模糊控制算法，在控制精度上完全達(dá)到了設(shè)計任務(wù)的要求。結(jié) 論基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)，利用溫度傳感變送器，將采樣到的溫度信號輸入到單片機(jī)中，再由單片機(jī)作為模糊控制器，根據(jù)測量溫度與設(shè)定溫度的差值和模糊算法生成控制信號，控制電爐的通電與斷電。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、所用芯片少、控制精度高。在鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換、顯示電路上都采用了串行方式，從而減小了單片機(jī)口線的使用，也使使用口線小的單片機(jī)成為可能，減小了成本開支；電源電路雖未采用流行的開關(guān)穩(wěn)壓電源，但也經(jīng)濟(jì)實惠，性能穩(wěn)定。在軟件上，基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)采用了經(jīng)典的模糊算法，從某個角度上說這種算法優(yōu)于傳統(tǒng)的控制算法，有更穩(wěn)定、控制精度更高等優(yōu)點，而控制量的輸出上采用了模擬的PWM變換，免去了一級D/A轉(zhuǎn)換器，減小了成本，且簡單易行。在程序的編寫過程中特別注意了人機(jī)的交互性及各種功能的實現(xiàn)，如鍵盤控制管理程序和模糊運算程序都是經(jīng)過深思熟慮而精心設(shè)計，使系統(tǒng)的操作界面更容易讓人理解，同時使用鍵盤輸入控制溫度，雖然一定程度上增加了程序的復(fù)雜性，但同時也使系統(tǒng)的溫度更容易設(shè)定；加了E2PROM，使系統(tǒng)能夠在掉電重啟動后繼續(xù)完成加熱。當(dāng)然,系統(tǒng)同時也存在幾點缺點。在選擇模糊控制器時用了速度相對較慢的單片機(jī)，而沒有采用速度更快的工控機(jī)，一定程度上降低了采樣頻率。采用了89C2051，一方面系統(tǒng)更緊湊但同時系統(tǒng)的可擴(kuò)展性大大降低；采用了經(jīng)典的模糊控制理論，雖然算法簡單，但如果采用更先進(jìn)的模糊算法，如模糊PID，則控制精度會更高。很顯然，基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)能夠滿足一般溫度控制系統(tǒng)的要求，其有著控制精度高、算法簡單、成本低的優(yōu)點，有著很大的市場前景。當(dāng)然，如果在其中加入更高級的算法，如模糊PID等，再將壓力等參數(shù)考慮到系統(tǒng)中，且控制范圍控大到其它的領(lǐng)域中去，其將有著不可估量的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)[1] 吳炳勝,[M].北京：冶金工業(yè)出版社 2001：34[2] ,[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，:100101[3] [M].陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，：1012,7879[4] 劉曙光,[M].北京:中國防治出版社，:20,24[5] Leonhard W. Control of Electrical Drives SpringerVerlag,1985:73[6] 曲學(xué)基,[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003,10:42[7] 郁有文,[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，:2030[8] 張振榮,—51單片機(jī)原理及實用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，:3236[9] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，:132137[10] [M].北京：清華大學(xué)出版社，:142[11] 最新74系列IC特性代換手冊[M].福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社:1989:75[12] （數(shù)字、模擬）[M].北京：高等教育出版社，:96101[13] [M].北京:北京北京航空航天大學(xué)出版社，:7880,8285[14] [M]:人發(fā)郵電出版社,:224226[15] [M].北京：中國電力出版社，2002:178179致 謝論文終于脫稿付印了，此刻的我思緒萬千，心情久久不能平靜?；貞浳以诤衔睦韺W(xué)院學(xué)習(xí)的四年中，最令我難忘的恩師是導(dǎo)師陳日新老師。導(dǎo)師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，品德高尚，平易近人，在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此機(jī)會向?qū)煴硎局孕牡母兄x！同時也向這四年來幫助過、關(guān)心過我的老師、同學(xué)表示由衷感謝?；仡櫵哪陮W(xué)習(xí)期間的一千余個日日夜夜，自己為有機(jī)會擺脫工作的煩惱與浮躁，靜心鉆研，潛心研究，并取得初步研究成果而感到欣慰。欣慰之余，我要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心、關(guān)注和支持！同窗之誼和手足之情，我將終生難忘！師生之情，血濃于水的感情將陪伴我度過一生，這將是我進(jìn)步的階梯。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。我愿在未來的學(xué)習(xí)和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)、同事和朋友。43