【正文】 由輸入量到輸出量的計(jì)算，再將計(jì)算出的控制量存儲(chǔ)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(gè)程序?yàn)轫樞驁?zhí)行。，具體程序見(jiàn)附錄B。2定時(shí)器1中斷服務(wù)子程序同定時(shí)器0類(lèi)似，定時(shí)器實(shí)現(xiàn)了模擬的PWM變換。即定時(shí)器1中存在一個(gè)周期時(shí)間（為20MS）。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)定時(shí)器1在fuzztime個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)將執(zhí)行器通電，使加熱器加熱，其余的周期時(shí)間（20fuzztime）執(zhí)行器不通電。 定時(shí)中斷0服務(wù)程序流程圖中斷入口存儲(chǔ)斷點(diǎn)A/D轉(zhuǎn)換模糊運(yùn)算顯示刷新返回輸出20fuzztime個(gè)負(fù)周期中斷入口輸出fuzztime個(gè)正周期 定時(shí)中斷1服務(wù)程序的流程圖返回重置計(jì)數(shù)器整個(gè)程序采用順序執(zhí)行。具體程序見(jiàn)附錄B。 模糊運(yùn)算子程序模糊運(yùn)算程序?qū)崿F(xiàn)了由A/D轉(zhuǎn)換值到模糊控制值的運(yùn)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)?。∟S）、零（Z0）、正?。≒S）、正大（PB）}并將其大小量化為九個(gè)等級(jí)：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(jiǎn)化運(yùn)算，可將控制量U的大小也量化成上述九個(gè)等級(jí)若根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，： 模糊集的隸屬度量量化等級(jí)語(yǔ)言變量43210+1+2+3+4PB0000011PS00010ZO00100NS010000NB1100000根據(jù)熟練操作人員手工控制經(jīng)驗(yàn)，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(yǔ)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(lái)再由講法法則和上述計(jì)算關(guān)系進(jìn)行矩陣運(yùn)算， 差值與控制量的等級(jí)對(duì)應(yīng)表43210+1+2+3+4U+4+3+2+101234 量化等級(jí)與實(shí)際溫度的對(duì)應(yīng)表量化等級(jí)43210+1+2+3+4實(shí)際溫差℃53210+1+2+3+5 控制量的量化等級(jí)與實(shí)際輸出之間的關(guān)系量化等級(jí)43210+1+2+3+4實(shí)際輸出20105321000注：數(shù)值為每20個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通周期數(shù)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，可以將4~4量化為0~8，減少符號(hào)數(shù)的運(yùn)算。 簡(jiǎn)化后的實(shí)際溫差與實(shí)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(duì)控制量進(jìn)行反量化。實(shí)際溫差5℃℃℃℃0℃+℃+℃+℃+5℃012345678實(shí)際輸出20105321000 注：數(shù)值為每20個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通周期數(shù)分析可知，可以通過(guò)查表程序來(lái)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(hào)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(yùn)算子程序的流程圖 抗干擾設(shè)計(jì)與軟件調(diào)試 在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)各種干擾，如信號(hào)不穩(wěn)定、電路板搞干擾能力差、程序跑飛等，也可能在搬運(yùn)或者使用過(guò)程中對(duì)電路板或者原器件的磨損等。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)做好搞干擾設(shè)計(jì)，以求將干擾對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響降到最低。 硬件抗干擾設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中為了減少外部信號(hào)對(duì)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(hào)干擾。2. 制作PCB板時(shí)對(duì)重點(diǎn)信號(hào)線實(shí)行地線包絡(luò)，并于導(dǎo)線集中的地方和過(guò)孔處補(bǔ)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(duì)沒(méi)有并線的地方進(jìn)行覆銅3. PCB板布局實(shí)行模塊化分離，模塊之間進(jìn)行信號(hào)隔離，對(duì)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(diǎn)，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(lái)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(gè)單字節(jié)指令NOP，這就是指令冗余，自此，常在一些對(duì)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(duì)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(shí)，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(gè)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(kāi)放，并激活這些中斷時(shí)，就會(huì)進(jìn)一步引起混亂，如果我們?cè)谶@些地方布上陷阱，就能及時(shí)捕獲到中斷。可在中斷入口處加入RETI指令。b. 未使用的大片ROM空間對(duì)于剩下的ROM空間，一般在每隔一段設(shè)置一個(gè)陷阱（02H 00H 00H）從頭開(kāi)始，此時(shí)前兩個(gè)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(yùn)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(jì)部分中已經(jīng)說(shuō)明，模糊運(yùn)算中由于單片機(jī)的運(yùn)算能力有限，所以將模糊矩陣的運(yùn)算部分采用了離線的方式，進(jìn)行求取。其體的求取過(guò)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(yùn)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(shí)的控制值如E=NS時(shí)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(jí)。同理均可從R中確定一個(gè)相應(yīng)的值。2 . 軟件的調(diào)試軟件的調(diào)試部分包括各類(lèi)程序的調(diào)試，如主程序、鍵盤(pán)管理子程序、定時(shí)中斷程序。當(dāng)然最重要的是模糊運(yùn)算程序，它可以檢測(cè)模糊運(yùn)算的正確性，和在此運(yùn)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(cuò)、編譯，運(yùn)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(shí)，理想曲線、。 輸入溫度為95℃時(shí)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(shí)。 輸入溫度為50℃時(shí)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(cè)試時(shí)，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(guò)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(shí)上升斜率減小，℃時(shí)更小，℃以?xún)?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(jì)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(hào)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(cè)量溫度與設(shè)定溫度的差值和模糊算法生成控制信號(hào)，控制電爐的通電與斷電。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、所用芯片少、控制精度高。在鍵盤(pán)、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(kāi)支；電源電路雖未采用流行的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，但也經(jīng)濟(jì)實(shí)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(gè)角度上說(shuō)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(diǎn)，而控制量的輸出上采用了模擬的PWM變換，免去了一級(jí)D/A轉(zhuǎn)換器，減小了成本，且簡(jiǎn)單易行。在程序的編寫(xiě)過(guò)程中特別注意了人機(jī)的交互性及各種功能的實(shí)現(xiàn)，如鍵盤(pán)控制管理程序和模糊運(yùn)算程序都是經(jīng)過(guò)深思熟慮而精心設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的操作界面更容易讓人理解，同時(shí)使用鍵盤(pán)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(shí)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(dòng)后繼續(xù)完成加熱。當(dāng)然,系統(tǒng)同時(shí)也存在幾點(diǎn)缺點(diǎn)。在選擇模糊控制器時(shí)用了速度相對(duì)較慢的單片機(jī)，而沒(méi)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(shí)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(jiǎn)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(huì)更高。很顯然，基于模糊算法的溫度控制系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足一般溫度控制系統(tǒng)的要求，其有著控制精度高、算法簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，有著很大的市場(chǎng)前景。當(dāng)然，如果在其中加入更高級(jí)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(guó)防治出版社，:20,24[5] Leonhard W. 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