【正文】 學(xué)易用。 溫度采集模塊原理圖20 控制板的PCB圖1 控制板的PCB圖2本章首先介紹模糊控制洗衣機控器面板的硬件原理，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、硬件原理圖與PCB圖，后按順序介紹各功能模塊的原理與應(yīng)用。其實在單節(jié)點的系統(tǒng)中可以使用跳躍ROM命令（CC）而不用通過匹配ROM命令（55）寫入64位ID碼，直接對總線上的器件進行操作。對于單節(jié)點的系統(tǒng)，可以通過讀ROM命令（33）把1wire器件的64位ID碼給讀出來。具體的搜索方法見參考文獻。由于1wire器件的ID碼是刻在芯片內(nèi)部的，用眼睛是無法看出來的，因此主機必須通過某種合適的算法把64位的ID碼給讀出來。對于多節(jié)點的系統(tǒng)，在對1wire器件進行操作之前必須要對總線上所有的器件進行搜索，讀出它們的64位的ID碼。 初始化時序圖(2) ROM命令（包括查找命令、操作命令）在進行完初始化命令之后，主機就可以通過發(fā)出ROM命令對1wire器件進行操作了。對1wire器件的復(fù)位脈沖實際上是主機通過拉低總線來實現(xiàn)的，主機通過拉低總線480um以后再把總線拉高使總線上所有1wire器件復(fù)位，總線上1wire器件接到復(fù)位脈沖后便通過拉低總線告訴主機1wire器件已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。但是，這個準(zhǔn)則對于搜索ROM命令和報警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機不能執(zhí)行其后的功能命令，必須返回至第一步。 工作模式設(shè)定每次訪問單總線器件DS18B20，必須嚴(yán)格遵守1wire總線的命令序列，它的典型的命令序列如下：第一步：初始化；第二步：ROM 命令跟隨需要交換的數(shù)據(jù)；第三步：功能命令跟隨需要交換的數(shù)據(jù)。它的設(shè)定比較簡單，只要對4字節(jié)中的6兩位進行設(shè)定就可以了，具體的設(shè)定值見圖39。byte8為一個校驗寄存器[7]。byte4為轉(zhuǎn)換精度設(shè)定寄存器，它主要是用來選擇是使用9位、10位、11位或12位的轉(zhuǎn)換精度。在其8個字節(jié)的暫存器中byte0和byte1作為溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果的存儲器，其中byte0為低位字節(jié)，byte1為高位字節(jié)，在溫度轉(zhuǎn)換完成后，AT89C51就是從這兩個暫存器中把溫度轉(zhuǎn)換的結(jié)果讀出的。1LSB范圍內(nèi)；3) 轉(zhuǎn)換時間為100181。ADC0809的主要功能1) 分辨率為8位；2) 總的不可調(diào)誤差在177。 1602液晶模塊的接口定義 1602液晶模塊接口定義表[15]管腳號符號功能1Vss電源地（GND）2電源電壓（+5V）3LCD驅(qū)動電壓（可調(diào)）4寄存器選擇輸入端，輸入MPU選擇模塊內(nèi)部寄存器類型信號；RS＝0，當(dāng)MPU進行寫模塊操作，指向指令寄存器；當(dāng)MPU進行讀模塊操作，指向地址計數(shù)器；RS＝1，無論MPU讀操作還是寫操作，均指向數(shù)據(jù)寄存器5R/W讀寫控制輸入端，輸入MPU選擇讀/寫模塊操作信號；R/W＝0時讀操作；R/W＝1時寫操作；6E使能信號輸入斷，輸入MPU讀/寫模塊操作使能信號；讀操作時，高電平有效；寫操作時，下降沿有效7DB0數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道4位方式通訊時，不使用DB0DB38DB1數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道9DB2數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道10DB3數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道11DB4數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道12DB5數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道13DB6數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道14DB7數(shù)據(jù)輸入/輸出口，MPU與模塊之間的數(shù)據(jù)傳送通道15A背光的正端+5V16K背光的負(fù)端0V 1602液晶模塊接口定接線圖根據(jù)1602液晶模塊的接口定義表，設(shè)計了顯示模塊的的電路，如： 1602的模塊接線圖 A/D轉(zhuǎn)換器模塊電路設(shè)計 ADC0809是采用CMOS工藝制成的8位8通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用28腳DIP封裝，[9]。[8]獨立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路。 本設(shè)計在光電檢測時，選用紅外對管，當(dāng)發(fā)射端發(fā)出紅外光后，如果在一定距離內(nèi)被遮擋接受端就會有電壓，再在用比較電路來產(chǎn)生一個TTL電壓。 電源模塊圖該系統(tǒng)板上的單片機系統(tǒng)把全部的I/O端口資源提供出來，因此，在實際應(yīng)用的時候，可以靈活地組合成不同的單片機應(yīng)用系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確的設(shè)定波特率。本穩(wěn)壓電源為通用型三端固定集成穩(wěn)壓器。模糊分析系統(tǒng)由如下模塊組成：單片機模塊——采用AT89S52單片機控制；溫度檢測模塊——采用溫度傳感器DS18B20；光電檢測模塊——采用紅外對管；A/D轉(zhuǎn)換器模塊——采用DAC0832的電路來檢測輸入信號。第三章 洗衣機控制板的模糊控制硬件設(shè)計第三章 洗衣機控制板的模糊控制硬件設(shè)計本設(shè)計在洗衣機控制面板上選用兩片ATM89S52作為主要的控制芯片，一塊用來作為數(shù)據(jù)采集和模糊控制分析，一塊用來作為顯示和按鍵輸入和輸出控制。根據(jù)系統(tǒng)的控制規(guī)則，控制表如下：表2－2和表2－3 洗滌時間控制表布質(zhì)棉布偏多棉花與化纖各半化纖偏多氣溫高中低高中低高中低布量少短中中短短中特短短中中短中長中中長短中中多中長特長中長長中中長 洗滌水流控制表布質(zhì)棉布偏多棉花與化纖各半化纖偏多氣溫高中低高中低高中低布量少弱弱弱弱弱弱特短短中中中中強中中中短中中多強強特強中長長中中長 本章主要是簡單地介紹了模糊算法，其中包括了模糊集合、模糊關(guān)系和模糊矩陣還有模糊規(guī)則和控制算法。本文這里的量化方式是采用線性量化，即如：表2－1表21 模糊集的隸屬度函數(shù)布 布 質(zhì)量 氣 溫棉布偏多棉花與化纖各半化纖偏多低中高低中高低中高多水流特強強強強強中中中中時間特長長中長長中長中中中水流強中中中中中中弱弱時間長中短長中中中中短少水流弱弱弱弱弱弱弱弱特弱時間中中短中短短中短特短 氣溫、布量、布質(zhì)的隸屬度函數(shù)圖 洗滌時間和水流強度的隸屬度函數(shù) 在這里考慮到所選擇的輸入模糊量氣溫、布量、布質(zhì)和輸出模糊量洗滌時間和洗滌強度的關(guān)系。本論文在這里取5個模糊子集，即PB、PS、ZE、NS、NB。2．在各輸入和輸出語言的量化域內(nèi)定義模糊子集。針對以上三個語言變量，三個輸入語言變量的量化等級都為3級，即M＝{“多”、“中”、“少”}，K＝{“高”、“中”、“低”}，C＝{“棉布偏多”、“棉布化纖各半”、“化纖偏多”}。輸出變量為水流的模糊量S，洗滌時間模糊量T。模糊控制算法包括多種形式，主要有關(guān)系矩陣法，查表法，解析式法和計算法。數(shù)字計算機要實現(xiàn)模糊控制必須執(zhí)行一定的算法。在模糊控制器中所需考慮的所有數(shù)據(jù)(包括輸入t和輸出t的論域，論域中模糊變量值的范圍，論域的歸一化或整數(shù)化，模糊變t的隸屬度等)的總體稱為模糊控制的數(shù)據(jù)基。這些方法并不互相排斥，它們的有效綜合可以生成規(guī)則基(所有控制規(guī)則的全體稱為模糊控制器的規(guī)則基。模糊控制是對系統(tǒng)控制經(jīng)驗的總結(jié)，它們用模糊條件語句來表述。. “if A and B then C”語句設(shè)有論域X，Y，Z，則有三元模糊關(guān)系的隸屬函數(shù)為：用模糊矩陣表示為。用模糊矩陣可表示為。在模糊條件語句中其前提部分稱為前件，結(jié)論部分則為后件。詞義規(guī)則M規(guī)定了U中元素y對的隸屬度。(3)U是N的論域。(2)T(N)是N的語言變量真值的集合，每個語言真值都是U上的模糊集合。狹義的模糊語言是指數(shù)學(xué)上的模糊語言，由于它可用于研究語言的模糊性和推理，因此在模糊控制中具有極為重要的地位。用表示模糊矩陣中的元素，則模糊矩陣表示為：。模糊矩陣用于表示模糊關(guān)系，本質(zhì)上二者是一致的，因此，也用來表示模糊矩陣。首先給出模糊關(guān)系的定義:以集合A和B的直積AB，即作為論域的一個模糊子集，稱為集合A到B的模糊關(guān)系，可記為。隸屬函數(shù)的確定并沒有統(tǒng)一的方法，用不同的方法所確定的隸屬函數(shù)并不同，一個隸屬函數(shù)的準(zhǔn)確與否主要是看它與實際是否相一致。隸屬函數(shù)用表示，其中表示模糊集合A，而x是的元素。[3]在模糊理論中，先給出特征函數(shù)的概念:對于給定論域U的子集A，映射定義為: 則稱為集合A的特征函數(shù)，它說明論域U中的每個二值函數(shù)對應(yīng)于一個集合A。模糊集合和隸屬度函數(shù)為了描述具有模糊性的事物，人們引入了模糊集合的概念。模糊邏輯通過隸屬函數(shù)恰當(dāng)?shù)孛枋鍪挛锏哪：裕丫哂心：F(xiàn)象和模糊概念的事物處理成精確的東西。第二章 洗衣機控制板的模糊控制理論第二章 洗衣機控制板的模糊控制理論模糊邏輯 是FuzzyL ogic的中文譯意，它有別于傳統(tǒng)邏輯和數(shù)理邏輯。一般情況下，脫水時間愈長，衣物甩干程度愈強，但織物中與纖維相吸附而殘留的水分無法通過脫水方式去掉，這種類型的殘留水分的多少與衣物質(zhì)地有關(guān)，同樣質(zhì)地下又與重量有關(guān)，因此也應(yīng)對脫水時間分檔。漂洗的作用在于去污和去掉殘存的洗滌劑，漂洗方式的選擇同樣與衣物t和衣物質(zhì)地有關(guān)。洗衣機對衣物輸出的能t大，去污效果明顯，但在某種程度上會造成衣物的損傷，因此應(yīng)對不同質(zhì)地，不同重A的衣物采用不同的能f輸出方式，從控制的角度就表現(xiàn)為水流方式的不同。同年，Leondes和Mendel首次使用了“智能控制(Intelligent control)”一詞1971年Fu發(fā)表了重要論文，提出了智能控制就是人工智能與自動控制的交叉的“二元論”思想1974年1974年英國的Mamdani教授首次成功地將模糊邏輯用于蒸汽機控制，開創(chuàng)了模糊控制的新方向1977年Saridis的專著出版，并于1979年發(fā)表了綜述文章，全面地論述了從反饋控制到最優(yōu)控制、隨機控制及自適應(yīng)控制、自組織控制、學(xué)習(xí)控制，最終向智能控制發(fā)展的過程，提出了智能控制是人工智能、運籌學(xué)、自動控制相交叉的“三元論”思想及分級遞階的智能控制系統(tǒng)框架1984年Astrom發(fā)表了論文，這是第一篇直接將人工智能的專家系統(tǒng)技術(shù)引入到控制系統(tǒng)的代表，明確地提出了建立專家控制的新概念1984年Hopfield提出的Hopfield網(wǎng)絡(luò)及Rumelhart提出的BP算法1985年IEEE在美國紐約召開了第一界智能控制學(xué)術(shù)討論會1987年在美國費城由IEEE控制系統(tǒng)學(xué)會與計算機學(xué)會聯(lián)合召開了第一界智能控制國際會議1992年美國國家自然科學(xué)基金委員會和美國電力研究院聯(lián)合發(fā)出《智能控制》研究項目倡議書1993年美國IEEE控制系統(tǒng)學(xué)會智能控制專業(yè)委員會成立專家小組，專門探討智能控制領(lǐng)域“智能控制”的含義1994年召開了94IEEE全球計算智能大會，將模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算三方面的內(nèi)容綜合在一起召開，這三個新學(xué)科己經(jīng)成為研究智能控制的重要基礎(chǔ)洗衣機做為一種家電產(chǎn)品，需要達到的性能指標(biāo)包括洗凈性能、漂洗性能、脫水性能、排水性能和磨損性能等，其各主要性能指標(biāo)的實現(xiàn)最終要依賴于洗衣過程中的各控制參數(shù)，洗衣機的主要控制參數(shù)有:水本身是一種洗滌劑，具有除污功能，但并非水越多去污能力就越強約用水，不同的洗衣量所用的水量也不同，但目前還不能完全做到這一點，只能根據(jù)衣物量對水位大致分級。目前，利用單片機進行模糊控制只要是用數(shù)字單片機組成硬件結(jié)構(gòu)，而以軟件執(zhí)行模糊化，模糊推理及反模糊化工作，這種方式價格低，靈活性高，通用性強，特別適于家用消費類產(chǎn)品的應(yīng)用。洗衣機整個工作過程的控制是由程控器實現(xiàn)的，它一般分機械式和電子式(又稱微電腦式)兩種。雖然，從不同的認(rèn)識論和方法論出發(fā)的各類控制理論，諸如分層遞階自組織控制、模糊控制、專家控制、腦模型控制和手動控制等竟相發(fā)展，但它們都處于探索、開拓和發(fā)展的時期，系統(tǒng)的理論體系還沒有形成。在這樣復(fù)雜對象的控制問題面前，人們將人工智能的方法和反饋控制相結(jié)合，解決復(fù)雜系統(tǒng)面臨的復(fù)雜控制系統(tǒng)的難題。除了上述復(fù)雜性以外，往往還存在著某些不確定性，不確定性也難以用精確數(shù)學(xué)方法加以描述。由于被控對象越來越復(fù)雜。70年代末，控制理論向著“大系統(tǒng)理論”和“智能控制”方向發(fā)展，前者是控制理論在廣度上的開拓，后者是控制理論在深度上的挖掘?？刂评碚摰陌l(fā)展過程一般可以分為三個階段[1]?？刂评碚撟鳛橐婚T科學(xué)，它的產(chǎn)生可追溯到18世紀(jì)中葉英國的第一次技術(shù)革命?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使微電腦的功能日益強大，微電腦與傳感器系統(tǒng)的結(jié)合，足以實現(xiàn)上述功能；另外，從世界范圍內(nèi)來說，洗衣機總的發(fā)展趨勢是向微電腦，傳感系統(tǒng)，智能化、全自動化的方向發(fā)展。目前存在的洗滌方式有波輪式(又稱渦卷式)、攪拌式、滾筒式、噴流式、噴射式和超聲波式等多種，在我國比較普及的洗滌方式是波輪式，超聲波式洗滌方式則代表著國際上的發(fā)展方向。洗衣機技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品類型眾多，但從總體來看，人們對洗衣機的基本要求應(yīng)是:省時、省水、省電，磨損率小，操作方便，功能完普等。在工業(yè)發(fā)達國家，洗衣機的普及率已達到相當(dāng)高的程度，但由于現(xiàn)階段國情，洗衣機