【正文】 統(tǒng)的復(fù)雜性和控制技術(shù)的精確性形成了尖銳的矛盾。在一些實際過程中，人們也常把模糊控制與一般的自動控制結(jié)合在一起應(yīng)用，并且已研制出神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)的家電產(chǎn)品，將模糊控制技術(shù)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等人工智能中一些新技術(shù)相結(jié)合，向著更高層次的研究和應(yīng)用發(fā)展。缺點是靜態(tài)誤差不易控制，因含有大量專家經(jīng)驗，實際實現(xiàn)比較困難。將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于家電產(chǎn)品在國外已是很普遍的現(xiàn)象。基于模糊控制技術(shù)的單片機控制的電熱水器, 是對傳統(tǒng)的電熱水器開關(guān)控制的改造, 具有達到設(shè)定溫度的時間短、穩(wěn)態(tài)溫度波動小、反應(yīng)靈敏、抗干擾能力強、節(jié)省電能等優(yōu)點，將成為以后發(fā)展的主流。技術(shù)參數(shù)： ℃，控溫精度 ℃。：主控制單元、溫度采集單元、功率輸出單元、實時顯示單元、通信單元及打印單元組成。溫度的數(shù)據(jù)采集采用 DS18B20 采集，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，不需要額外的 AD 轉(zhuǎn)換電路，完全滿足所需溫度數(shù)據(jù)精度。顯示模塊采用 HD7279A 顯示，較為直觀。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)5主控單元鍵盤顯示功率輸出單元溫度采集單元通信單元 打印單元圖 21 硬件框圖 主控單元的論證方案一：采用 ATmega16 單 片 機 的 I/O 口 是 真 正 的 I/O 口 ， 能 正 確 反 映 I/O 口 輸 入 /輸 出 的真 實 情 況 。 單 片 機 內(nèi) 帶 模 擬 比 較 器 ， I/O 口 可 用 作 A/D 轉(zhuǎn) 換 ， 可 組 成 廉 價 的A/D 轉(zhuǎn) 換 器 。 分 AVR 單 片 機 可 組 成 零 外 設(shè) 元 件 單 片 機 系 統(tǒng) ， 使 該 類 單 片 機 無 外 加 元器 件 即 可 工 作 ， 簡 單 方 便 ， 成 本 又 低 。 有 看 門 狗定 時 器 實 行 安 全 保 護 ,可 防 止 程 序 走 亂 (飛 ),提 高 了 產(chǎn) 品 的 抗 干 擾 能 力 。89C51 系列在低于 和高于 的時候則無法正常工作?？垢蓴_需外接看門狗計時器單元電路。綜上我選擇方案一。單總線接口，只有一根信號線作為單總線與 CPU 連接，且每一只都有自己唯一的 64 位系列號存儲在其內(nèi)部的 ROM 存儲器中，故在一根信號線上可以掛接多個 DS18B20,便于多點測量且易于擴展。綜上我選擇方案一。（2）靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，固態(tài)繼電器的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動器。（4）電磁干擾小，固態(tài)繼電器沒有輸入線圈，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。方案二：采用晶閘管晶閘管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。今天大家使用的是單向晶閘管，也就是人們常說的普通晶閘管，它是由四層半導(dǎo)體材料組成的，有三個 PN 結(jié)，對外有三個電極：第一層 P 型半導(dǎo)體引出的電極叫陽極 A，第三層 P 型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極 G，第四層 N 型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K。固態(tài)繼電器就是通過光電耦合器隔離并觸發(fā)可控硅，就算選擇可控硅也要通過隔離元件進行隔離才行，兩個并沒有響應(yīng)速度的可比較性，用單片機信號來控制，肯定是選擇固態(tài)繼電器，強電和控制信號間隔離。 鍵盤顯示單元的論證方 案 一 ： 采 用 HD7279AHD7279A 是 一 種 智 能 鍵 盤 和 LED 專 用 控 制 芯 片 ， 它 帶 有 串 行 接 口 ， 可 同 時驅(qū) 動 8 位 共 陰 極 數(shù) 碼 管 或 64 只 獨 立 LED。工 作 時 序 及 控 制 指 令 ， 給 出 了 HD7279A 與 CPU 的 實 際 接 口 電 路 及 設(shè) 計 程 序 ，同 時 指 出 了 實 際 應(yīng) 用 中 的 一 些 注 意 事 項 。HD7279A 和 微 處 理 器 之 間 采 用 串 行 接 口 ， 其 接 口 和 外 圍 電 路 比 較 簡 單 ， 且占 用 口 線 少 ， 加 之 它 具 有 較 高 的 性 能 價 格 比 ， 因 此 ， 在 微 型 控 制 器 ?？?制 面 板 和 家 用 電 器 等 領(lǐng) 域 獲 得 了 日 益 廣 泛 的 應(yīng) 用 。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)8第 3章 硬件設(shè)計 主控單元的設(shè)計 ATmega16 單片機介紹ATmega16 是 基 于 增 強 的 AVR RISC 結(jié) 構(gòu) 的 低 功 耗 8 位 CMOS 微 控 制 器 。 ATmega16 AVR 內(nèi) 核 具 有 豐 富 的 指 令 集 和 32 個 通 用 工 作 寄 存 器 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 大 大 提 高 了 代 碼 效 率 ， 并 且 具 有 比 普 通的 CISC 微 控 制 器 最 高 至 10 倍 的 數(shù) 據(jù) 吞 吐 率 。 工 作 于 空 閑 模 式 時 CPU 停 止 工 作 ， 而 USART、 兩 線 接 口 、 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 、SRAM、 T/C、 SPI 端 口 以 及 中 斷 系 統(tǒng) 繼 續(xù) 工 作 ； 掉 電 模 式 時 晶 體 振 蕩 器 停 止 振蕩 ， 所 有 功 能 除 了 中 斷 和 硬 件 復(fù) 位 之 外 都 停 止 工 作 ； 在 省 電 模 式 下 ， 異 步 定 時器 繼 續(xù) 運 行 ， 允 許 用 戶 保 持 一 個 時 間 基 準(zhǔn) ， 而 其 余 功 能 模 塊 處 于 休 眠 狀 態(tài) ； ADC 噪 聲 抑 制 模 式 時 終 止 CPU 和 除 了 異 步 定 時 器 與 ADC 以 外 所 有 I/O 模 塊的 工 作 ， 以 降 低 ADC 轉(zhuǎn) 換 時 的 開 關(guān) 噪 聲 ； Standby 模 式 下 只 有 晶 體 或 諧 振振長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)9蕩 器 運 行 ， 其 余 功 能 模 塊 處 于 休 眠 狀 態(tài) ， 使 得 器 件 只 消 耗 極 少 的 電 流 ， 同 時 具有 快 速 啟 動 能 力 ； 擴 展 Standby 模 式 下 則 允 許 振 蕩 器 和 異 步 定 時 器 繼 續(xù) 工 作 。 片 內(nèi) ISP Flash 允 許 程 序 存 儲 器 通 過 ISP 串 行 接 口 ， 或 者 通 用 編 程 器 進 行 編 程 ， 也 可 以 通 過運 行 于 AVR 內(nèi) 核 之 中 的 引 導(dǎo) 程 序 進 行 編 程 。 在 更 新 應(yīng) 用Flash 存 儲 區(qū) 時 引 導(dǎo) Flash 區(qū) (Boot Flash Memory)的 程 序 繼 續(xù) 運 行 ， 實 現(xiàn) 了RWW 操 作 。 ATmega16 具 有 一 整 套 的 編 程 與 系 統(tǒng) 開 發(fā) 工 具 ， 包括 ： C 語 言 編 譯 器 、 宏 匯 編 、 程 序 調(diào) 試 器 / 軟 件 仿 真 器 、 仿 真 器 及 評 估 板 。 具 有 獨 立 鎖 定 位 的 可 選 Boot 代 碼 區(qū) ， 通 過 片 上 Boot 程 序 實現(xiàn) 系 統(tǒng) 內(nèi) 編 程 ， 真 正 的 同 時 讀 寫 操 作 字 節(jié) 的 EEPROM， 擦 寫 壽 命 : 100,000 次 字 節(jié) 的 片 內(nèi) SRAM 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)10 以 對 鎖 定 位 進 行 編 程 以 實 現(xiàn) 用 戶 程 序 的 加 密 接 口 ( 與 IEEE 標(biāo) 準(zhǔn) 兼 容 ) 符 合 JTAG 標(biāo) 準(zhǔn) 的 邊 界 掃 描功 能 持 擴 展 的 片 內(nèi) 調(diào) 試 功 能 ,通 過 JTAG 接 口 實 現(xiàn) 對 Flash、 EEPROM、 熔絲 位 和 鎖 定 位 的 編 程 設(shè) 特 點 (1)兩 個 具 有 獨 立 預(yù) 分 頻 器 和 比 較 器 功 能 的 8 位 定 時 器 /計 數(shù) 器 (2)一 個 具 有 預(yù) 分 頻 器 、 比 較 功 能 和 捕 捉 功 能 的 16 位 定 時 器 /計 數(shù) 器 (3)具 有 獨 立 振 蕩 器 的 實 時 計 數(shù) 器 RTC (4)四 通 道 PWM 8 路 10 位 ADC， 8 個 單 端 通 道 ， 2 個 具 有 可 編 程 增 益 （ 1x, 10x, 或 200x） 的 差 分 通 道 (5)面 向 字 節(jié) 的 兩 線 接 口 (6)兩 個 可 編 程 的 串 行 USART (7)可 工 作 于 主 機 / 從 機 模 式 的 SPI 串 行 接 口 (8)具 有 獨 立 片 內(nèi) 振 蕩 器 的 可 編 程 看 門 狗 定 時 器 (9)片 內(nèi) 模 擬 比 較 器 殊 的 處 理 器 特 點 (1)上 電 復(fù) 位 以 及 可 編 程 的 掉 電 檢 測 (2)片 內(nèi) 經(jīng) 過 標(biāo) 定 的 RC 振 蕩 器 (3)片 內(nèi) /片 外 中 斷 源 (4)6 種 睡 眠 模 式 : 空 閑 模 式 、 ADC 噪 聲 抑 制 模 式 、 省 電 模 式 、 掉 電 模 式 、 Standby 模 式 以 及 擴 展 的 Standby 模 式 (1)32 個 可 編 程 的 I/O 口 (2)40 引 腳 PDIP 封 裝 , 44 引 腳 TQFP 封 裝 , 與 44 引 腳 MLF 封 裝 工 作 電 壓 : 　 　 ATmega16L： 　 　 ATmega16： 　 　 速 度 等 級 　 　 8MHz ATmega16L 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)11　 　 016MHz ATmega16 　 　 ATmega16L 在 1MHz, 3V, 25176。 端 口 A 為 8 位 雙 向 I/O 口 ， 具 有 可 編 程 的 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 。 作 為 輸 入 使 用 時 ， 若 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 使 能 ， 端 口 被外 部 電 路 拉 低 時 將 輸 出 電 流 。 端 口 B(PB7..PB0) 端 口 B 為 8 位 雙 向 I/O 口 ， 具 有 可 編 程 的 內(nèi) 部 上 拉電 阻 。 作 為 輸 入使 用 時 ， 若 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 使 能 ， 端 口 被 外 部 電 路 拉 低 時 將 輸 出 電 流 。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)12端 口 B 也 可 以 用 做 其 他 不 同 的 特 殊 功 能 。 其 輸 出 緩 沖 器 具 有 對 稱 的 驅(qū) 動 特 性 ， 可 以 輸 出 和 吸 收 大 電 流 。 在 復(fù)位 過 程 中 ， 即 使 系 統(tǒng) 時 鐘 還 未 起 振 ， 端 口 C 處 于 高 阻 狀 態(tài) 。 端 口 C 也 可 以 用 做 其 他 不 同 的 特 殊 功 能 . 端 口 D(PD7..PD0) 端 口 D 為 8 位 雙 向 I/O 口 ， 具 有 可 編 程 的 內(nèi) 部 上 拉電 阻 。 作 為 輸 入使 用 時 ， 若 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 使 能 ， 則 端 口 被 外 部 電 路 拉 低 時 將 輸 出 電 流 。 端 口 D 也 可 以 用 做其 他 不 同 的 特 殊 功 能 . RESET 復(fù) 位 輸 入 引 腳 。 門 限 時 間 見 P36Table 15。 XTAL1 反 向 振 蕩 放 大 器 與 片 內(nèi) 時 鐘 操 作 電 路 的 輸 入 端 。 AVCC AVCC 是 端 口 A 與 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 電 源 。 使 用 ADC 時 應(yīng) 通 過 一 個 低 通 濾 波 器 與 VCC 連 接 。 ATmega16 內(nèi)核介紹 為 了 獲 得 最 高 的 性 能 以 及 并 行 性 ， AVR 采 用 了 Harvard 結(jié) 構(gòu) ， 具 有 獨立 的 數(shù) 據(jù) 和 程 序 總 線 。 CPU 在 執(zhí)行 一 條 指 令 的 同 時 讀 取 下 一 條 指 令 ( 在 本 文 稱 為 預(yù) 取 )。 程 序 存 儲 器 是 可 以 在 線 編 程 的 FLASH。 從 而 實 現(xiàn) 了 單 時 鐘 周 期 的 ALU 操 作 。 整 個 過 程 僅 需 一 個 時 鐘 周 期 。 其 中 一 個 指 針 還 可 以 作 為 程 序 存 儲 器查 詢 表 的 地 址 指 針 。 ALU 支 持 寄 存 器 之 間 以 及 寄 存 器 和 常 數(shù) 之 間 的 算 術(shù) 和 邏 輯 運 算 。 運 算 完 成 之 后 狀 態(tài) 寄 存 器 的 內(nèi) 容 得 到 更 新 以 反 映 操作 結(jié) 果 。 大 多 數(shù) 指 令 長 度 為 16 位 ， 亦 即 每 個 程 序 存 儲 器 地 址 都 包 含 一 條16 位 或 32 位 的 指 令 。 這兩 個 都 有 專 門 的 鎖 定 位 以 實 現(xiàn) 讀 和 讀 / 寫 保 護 。 在 中 斷 和 調(diào) 用 子 程 序 時 返 回 地 址 的 程 序 計 數(shù) 器 (PC) 保 存 于 堆 棧 之 中 。 在 復(fù) 位 例 程 里 用戶 首 先 要 初 始 化 堆 棧 指 針 SP。數(shù) 據(jù) SRAM 可 以 通 過 5 種 不 同 的 尋 址 模 式 進 行 訪 問 。 AVR 有 一 個 靈 活 的 中 斷 模 塊 。 狀 態(tài) 寄 存 器 里 有全 局 中 斷 使 能 位 。 各 個 中 斷 的優(yōu) 先 級 與 其 在 中 斷 向 量 表 的 位 置 有 關(guān) ， 中 斷 向 量 地 址 越 低 ， 優(yōu) 先 級 越 高 。 映 射 到 數(shù) 據(jù) 空 間 即 為 寄 存 器 文 件 之 后 的 地址 0x20 0x5F。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)14●晶振線路?！馢TAG 仿真接口。(