【正文】 這畢竟是自己努力的成果，看到自己的付出有了回報，再苦再累心里也舒服。后來通過李震老師孜孜不倦的講解和同班高手教導讓我對整個系統(tǒng)的構(gòu)造，制作過程及相關(guān)工藝有了深刻的認識。其次，對整個設計系統(tǒng)做深入的方案論證、計算并且結(jié)合現(xiàn)有實際條件，確立自己的設計方案，進而，就是對自己確立的方案進行硬件實現(xiàn)，包括所用原器件選型，以及控制部分整個單片機系統(tǒng)的硬件選型與設計，并用 Protel 繪制出整個系統(tǒng)總體電路圖。按照上面提供的程序流程圖對以上幾大模塊分別進行編程并按一定的順序有機的聯(lián)系起來以達到系統(tǒng)控制所需要的功能。因此，軟件調(diào)試主要的工作是檢查頭文件是否正確，是否與單片機的端口地址相匹配。不過還要看內(nèi)部是否有續(xù)流二極管，如有也不能互換。（2）檢測各個引腳信號：給電路接通電源，大概用手摸一下元器件是否發(fā)熱，有的話，關(guān)掉電源，進行再次檢測；沒有的話，則測試所有芯片的 VCC 端電壓是否達到要求，接地端是否都接地，無誤后，則開始對電路中所用到的引腳進行信號波形測試，所使用的工具最好是示波器。焊接完畢后把長的管腳剪斷。準備好所有元件、焊錫、電焊鐵預熱。（5） 鉆孔。銅板腐蝕好后拿出并用水沖洗，沖洗中用砂紙把貼在銅板上的墨跡擦去，此時露出了嶄新而清晰的電路銅線。不然會對腐蝕、整個電路的成功與否造成嚴重影響。（2） 選擇一塊合適的銅板，用砂紙把銅板刷洗干凈。首先可以讓其自動布線，布線完畢后對其中不滿意的地方進行修改，即手工布線。若沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，此時所有的元件被導入到PCB編輯窗口中，按電路板尺寸在禁止布線層（Keep Out Layer）畫出電路板輪廓，全選元件并拖放到電路板輪廓內(nèi)。在封裝過程中,根據(jù)實際情況對有必要修改元件封裝的作一定修改，以方便使用。 電路圖的設計安裝軟件 PROTEL99SE，新建工程設計文件 保存在 myDesign 文件夾中，便于今后的文件管理。(4)單片機應用程序的燒寫。如電路設計、PCB 印制板繪制等。rest_uart()。101代表0功率。 //計數(shù)器，從0100的集數(shù)，實現(xiàn)PWM 功能uchar PWM_Duty。 // 為下一個規(guī)則設定} else {if (mu if_val) { // 取最小值if_val=mu。除此之外，還要限制輸入和輸出數(shù)組的表長度。 // 清零輸出作為參考使用}if (denominator) { // 確保分母是0的情況不發(fā)生fuzzy_out[i]=numerator/denominator。 jMF_TOT。 iOUTPUT_TOT。下面是該函數(shù)的代碼。 // 讀入當前的分支if (!clause_type) { // 當前的分支是不是條件分支if (then) { // 是否正在分析結(jié)果...then=0。 // 這位表示所使用的模糊操作sbit clause_type = clause_val^7。分析條件時，把當前規(guī)則中的u值保存在變量‘ifval’中，條件檢測結(jié)束后開始估計結(jié)果，模糊控制函數(shù)通過比較‘ifval’和當前輸出的參考u值來得出結(jié)果，如果當前保存在‘ifval’中的數(shù)大于參考的輸出值，則就把‘ifval’ 中的值作為新的輸出值。第3位對結(jié)果分析沒有影響。數(shù)組中的每個元素為一個字節(jié)，包含了邏輯規(guī)則的一個分支，如果存儲空間夠的話，也可以把數(shù)據(jù)放在一個結(jié)構(gòu)中這能使你快速的得到分支的信息。在8位機上實現(xiàn)邏輯控制，要考慮如何在系統(tǒng)中表達這些邏輯規(guī)則。主程序流程見下圖。開發(fā)者可以更專心的考慮算法而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試的時間。軟件設計采用了模塊化結(jié)構(gòu)，對模糊矩陣采用了查表法求取。Keil C編譯器提供一個參數(shù)使生成的文件為匯編代碼，把這些匯編代碼可用A51編譯并和其它模塊連接。軟件只須要3 個基本功能寫入一個命令，寫入下一個字符，讀顯示狀態(tài)寄存器，在每個信號之間允許有很長的時間間隔。表25 LCD相關(guān)的引腳說明編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L） 12 D5 Data I/O5 R/W 讀/寫選擇端（H/L） 13 D6 Data I/O6 E 使能信號 14 D7 Data I/O7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負極 驅(qū)動芯片的8位數(shù)據(jù)線和P1口相連，用軟件來控制顯示和產(chǎn)生正確的使能信號脈沖序列，鎖住輸入輸出的數(shù)據(jù)。因為LCD的應用很廣泛，簡單如手表上的液晶顯示屏，儀表儀器上的液晶顯示器或者是電腦筆記本上的液晶顯示器，都使用了LCD。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。當單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。DS18B20的管腳排列如下: 圖 24 DS18B20管腳圖 DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20可以程序設定9~12位的分辨率，精度為177。C。C~+125176。DS18B20的硬件簡單，雖然會導致軟件的巨大開銷，但是由于盡力減小了有資產(chǎn)的投入，不失為一種較好的節(jié)約之道。狹義上講，傳感器就是能將外界信息轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。在當今信息化時代發(fā)展過程中，各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和處理功能器件——傳感器或智能傳感器，已經(jīng)成為各個應用領(lǐng)域中不可缺少的重要技術(shù)工具。但這對電偶的溫度補償和放大器信號精度調(diào)整要求很高，按照目前所學的知識很難做到，為了保證溫度正常檢測，在本設計中直接用一總線數(shù)字式溫度轉(zhuǎn)感器 DS18B20 代替，檢測溫度范圍比較低。 溫度檢測模塊電阻爐溫度比較高，現(xiàn)實溫度上千度?！?　 （ 7） 防 爆 性 能 好 ， 起 保 護 作 用 ?！?　 （ 3） 瓷 棒 上 繞 線 然 后 接 頭 電 焊 ， 制 出 精 確 電 阻 值 及 延 長 壽 命 。水 泥 電 阻 ： 水 泥 電 阻 是 將 電 阻 線 繞 在 無 堿 性 耐 熱 瓷 件 上 ， 外 面 加 上 耐 熱 、 耐 濕及 耐 腐 蝕 之 材 料 保 護 固 定 并 把 繞 線 電 阻 體 放 入 方 形 瓷 器 框 內(nèi) ， 用 特 殊 不 燃 性 耐 熱 水泥 充 填 密 封 而 成 。判 定 柵 極 G： 將 萬 用 表 撥 至 R1k 檔 ， 用 萬 用 表 的 負 極 任 意 接 一 電 極 ， 另 一只 表 筆 依 次 去 接 觸 其 余 的 兩 個 極 ， 測 其 電 阻 。具有輸入電阻高（100000000～1000000000Ω）、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挕岱€(wěn)定性好等優(yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。 所 以 ， 它 在 長 線 傳輸 信 息 中 作 為 終 端 隔 離 元 件 可 以 大 大 提 高 信 噪 比 。 輸入 的 電 信 號 驅(qū) 動 發(fā) 光 二 極 管 （ LED） ， 使 之 發(fā) 出 一 定 波 長 的 光 ， 被 光 探 測 器 接 收 而產(chǎn) 生 光 電 流 ， 再 經(jīng) 過 進 一 步 放 大 后 輸 出 。光耦：耦 合 器 以 光 為 媒 介 傳 輸 電 信 號 。其占空比的大小是由單片機采集加熱器的溫度與設定溫度之差進行模糊運算得到的，從一定程度上來說，主控模塊的模糊控制算法決定了被控量的精度。在本設計系統(tǒng)中采用的是外部振蕩電路連接法，其電路接法如下圖所示：圖 22 晶振電路連接圖與復位電路 （石英晶振 C1,C2=30PF177。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用；XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。看門狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。89S52 是時下主流的單片機芯片之一價格不僅便宜而且資源多。本控制系統(tǒng)選用單片機控制，采用時下主流的 AT89S52 單片機。圖 21 系統(tǒng)硬件框圖 主控模塊每一個設計都要以一定的知識為基礎，知識的多少在一定程度上決定了設計出來的東西的好壞程度，這些知識包括硬件知識和軟件知識。這樣一片單片機為模糊控制器另一片為 PWM 產(chǎn)生器，這樣產(chǎn)生的 PWM 可以達到準確的控制，控制效果大為提高。這個定時器的使用就會影響到之前 DS18B20 那個微秒級的延時的精確性。溫度傳感器選用 DS18B20，一總線的數(shù)字量輸出，DS18B20 是只用一根數(shù)據(jù)線傳輸?shù)?IC。（2）模糊處理部分是將接收部分得到的數(shù)字量進行轉(zhuǎn)換為模糊量，為后一部分模糊控制提供準備。集成塊出現(xiàn)使硬件電路設計更加簡單易懂，從而得到了廣泛的應用。由于加熱管有一個開關(guān)控制量（場效應管） ，所以采用了 PWM 技術(shù)，使得加熱功率連續(xù)可調(diào)。去模糊基本算法： 本論文采用的是重心法（加權(quán)平均法），先計算輸出量模糊集中各元素和對應的隸屬度的乘積和，再算出該乘積和對于對應元素隸屬度和的平均值Z。本設計所描述的溫度模糊控制器有多調(diào)這樣的控制規(guī)則，模糊規(guī)則的獲取，由于變量不多，所以采用了從數(shù)據(jù)中通過學習，反復嘗試的方法：（1）當已經(jīng)確切判斷出水平超出范圍時，才針對下一輪的水平最大最小值作出修正；（2）在對因素進行分檔時就考慮到這種情況，可以使因素水平數(shù)比預期的水平數(shù)大，然后掐頭去尾，只取中間的因素水平。關(guān)于模糊控制器的結(jié)構(gòu)，還有許多其它的設計方法，需視具體系統(tǒng)的設計為了改善模糊控制器的性能、獲得比較好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，人們把模糊控制和經(jīng)典控制方法結(jié)合起來組成模糊一線性復合控制結(jié)構(gòu)。 (E,EC) 其中，R ,R‘都是由控制規(guī)則決定的非線性函數(shù)關(guān)系。 ( E) 其中,R,R’都是由控制規(guī)則決定的非線性函數(shù)關(guān)系。具體的查詢表將在附錄給出。將其分為 6 個模糊狀態(tài)量，對它們計算、圓整后得出了 6 個狀態(tài)量不同的隸數(shù)值：TV_DOWN_MEDIUM（ 度/s） 、TV_DOWN_SLOW（ 度/s） 、TV_ZERO(0 度/s） 、TV_UP_SLOW( 度/s)、TV_UP_MEDIUM( 度/s)、TV_UP_FAST( 度/s)。而在模糊控制區(qū)，將溫度偏差分為 6 個模糊狀態(tài)，將溫度偏差計算、圓整，得出了 6 個狀態(tài)量不同的隸數(shù)值：FAR（差 10 度以上） 、NEAR（差 3度以上） 、VCLOSE（差 ℃） 、DIST_ARRIVE（到達目標值） 、DIST_OVER_VCLOSE（大于 ℃） 、DIST_OVER_CLOSE（大于 ℃） 。1℃為界。由于模糊控制器是模仿熟練操作人員的控制決策對工業(yè)過程進行控制，而操作工人一般是靠觀測被控對象的輸出和輸出變化率或輸出變量和輸出變量的總和來設定控制量的大小的。該控制表儲存于計算機中，供程序查詢輸出。不同的隸屬函數(shù)代表著不同的系統(tǒng)特性，我們一般在系統(tǒng)誤差較大時，采用具有低分辨率隸屬函數(shù)。我們可以把精確量用“正大”、“正中”、…、“負中”、“負小”等模糊語言來分成數(shù)個檔。模糊控制器的輸出由系統(tǒng)的輸入經(jīng)過一定的模糊邏輯推理而得到，這一推理過程可以通過軟件來實現(xiàn)。功率語言變量:BRAKE_LIGHT25%、BRAKE_MEDIUM（50%） 、BRAKE_HARD（75%） 、BRAKE_VHARD（100%） 、BRAKE_UP_LIGHT 增加10%、 BRAKE_DOWN_LIGHT（減少 10%） 。這就是所謂的語言變量。模糊控制理論之所以能廣泛發(fā)展并在現(xiàn)實中得以成功應用，其根源在于模糊邏輯本身提供了由專家構(gòu)造語言信息，并將其轉(zhuǎn)化為控制策略的一種系統(tǒng)的推理方法。②具有一般模糊控制系統(tǒng)的特點即：魯棒性強，對于非線性、時變、滯后系統(tǒng)，因為其對參數(shù)變化不敏感，所以動態(tài)特性和靜態(tài)特性均優(yōu)于常規(guī)控制手段。第一種系統(tǒng)輸入輸出均為模糊量（自然語言）不能滿足工程系統(tǒng)的需要。溫度變化率（℃/S）0隸屬度1 模糊系統(tǒng)模糊系統(tǒng)是一種基于知識或基于規(guī)則的系統(tǒng)。即建立由輸入模糊集到輸出模糊集的映射。對 n 個不同溫度變化率hh…、hn 都作同樣的詢問,即可以得到 A 的隸屬度函數(shù)的離散表示。如論域 U 代表溫度變化率為“慢”, A 是“變化率為 ℃/S” 。對于同一個模糊概念,不同的人會建立不完全相同的隸屬度函數(shù),盡管形式不完全相同,只要能反映同一模糊概念,在解決和處理實際模糊信息的問題中仍然殊途同歸。用取值于區(qū)間[0，1] 的隸屬函數(shù) A（x）表征 x 屬于 A 的程度高低，這樣描述模糊性問題比起經(jīng)典集合論更為合理。美國加利福尼亞大學控制論教授扎得（L、A、Zadeh）經(jīng)過多年的琢磨，終于在 1965 年首先發(fā)表了題為《模糊集》的論文。拿本設計中的溫度變化率來舉例，當提到“速度慢”時，這是一