【正文】 ED顯示器的字型數(shù)據(jù)正好一個字節(jié)。將單片機(jī)I/O口的8位線與顯示塊的發(fā)光二極管的引出端（a～dp）相連，共陰極低電平有效，選通有效后8位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)就點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，獲得不同的數(shù)字或字符。這些芯片常用的有：1．CD7段譯碼驅(qū)動器。如MC14558等。其功能是輸入BCD碼，輸出7段顯示器的字型碼，且內(nèi)帶段輸出驅(qū)動器。上述兩類接口芯片無輸入鎖存能力。其功能是輸入BCD碼，經(jīng)鎖存、譯碼后輸出7段顯示器的字型碼，并帶段輸出驅(qū)動器，如MC1451MC14495。對此，我們采用了如圖中所示的電路，其中MOC3041是具有雙向可控硅的光電隔離器，T1是功率雙向可控硅，RL是負(fù)載，在MOC3041內(nèi)部不僅有發(fā)光二極管，而且還有過零檢測電路和一個小功率的雙向可控硅。當(dāng)P14=1時，MOC3041中的發(fā)光二極管不發(fā)光，內(nèi)部雙向可控硅不導(dǎo)通，所以功率雙向可控硅T1截止，負(fù)載RL中沒有電流流過。 輸出控制電路元件簡介(1) MOC3041簡介在本設(shè)計系統(tǒng)中，需要控制高電壓（220V），高電流的負(fù)載，這樣大功率負(fù)載顯然是不能用單片機(jī)的I/O線來直接驅(qū)動的，這就必須經(jīng)過單片機(jī)的功率接口來驅(qū)動。下面介紹以下功率器件，光電耦合器以及他們與MCS51的接口電路。它內(nèi)部集成了發(fā)光二極管、雙向可控硅和過零觸發(fā)電路等器件。輸入部分是一個砷化鎵發(fā)光二極管，在5～15mA正向電流的作用下發(fā)出足夠的紅外光去觸發(fā)輸出部分。輸出部分包括一個硅光敏雙向可控硅和過零觸發(fā)器。光電耦合器件的特點:1) 輸出信號與輸入信號在電器上完全隔離,抗干擾能力強(qiáng)，隔離電壓可達(dá)千伏以上。3) 響應(yīng)速度快，易與TTL電路配合使用。2) 使功率因數(shù)降低。(3) 雙向可控硅簡介可控硅，也稱晶閘管。因為本設(shè)計采用的交流負(fù)載，所以選用第二種可控硅（雙向可控硅）雙向可控硅又稱雙向三極半導(dǎo)體開關(guān)元件（Bidrectional Triode Thyristor），它和單向可控硅的區(qū)別是：第一：它在觸發(fā)之后是雙向?qū)ǖ模坏诙涸陂T極中所加的觸發(fā)信號不管是正的還是負(fù)的都可以使雙向可控硅導(dǎo)通。電極2 MT2門極G電極1 MT1 雙向可控硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)雙向可控硅是從N型硅單晶片的兩側(cè)擴(kuò)散P型材料，形成PNP結(jié)構(gòu)；然后分別在兩個P型材料上在形成N 型材料，從而形成五層三端特殊的NPNPN結(jié)構(gòu)，就如上圖所示。為了區(qū)別雙向可控硅的兩個電極，一般把和門極G接近的電極稱電極1，它也是參考電極；另一個電極稱電極2。這時對于參考電極MT1而言，電極MT2的電壓為正；門極G的觸發(fā)電流為正。這時電極MT2的電壓為正；門極G觸發(fā)電流為負(fù)。這時電極MT2的電壓為負(fù)；門極G出發(fā)電流為負(fù)。這時電極MT2的電壓為負(fù)；門極G觸發(fā)電流為正。觸發(fā)靈敏度較差的是第二象限，最差的是第四象限。雙向可控硅是雙向?qū)ǖ?，它從一個方向過零進(jìn)入反向阻斷狀態(tài)只是一個十分短暫的時間，一般只是用于60Hz或頻率小于60Hz的正弦電壓電源中。當(dāng)電壓上升率dv/dt較大時，就會造成MOC3041的輸出可控硅誤導(dǎo)通。因此，在MOC3041的輸出回路中加入R2和C1組成的RC回路，降低電壓上升率dy/dt。由MOC3041組成的過零觸發(fā)雙向可控硅電路簡單可靠。R9：門極電阻，提高控制極的抗干擾能力。R11，C4：構(gòu)成吸收回路，承受反向電壓。MOC3041輸入端限流電阻的計算的大小由下式計算： =（）/ （25）本設(shè)計中= 5V； = ； = ； = 。的選值應(yīng)留一定的余量。不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器的電流傳輸比相差很大。溫度升高，傳輸比也會下降，因此在使用時要留一些余量?？刂苹芈废蘖麟娮璧挠嬎汶娮璧淖饔檬窍拗屏鬟^MOC3041輸出端的電流不要超過1A。本設(shè)計的控制電壓為220V，所以=/=（220）/1 =311Ω本畢業(yè)設(shè)計中取300Ω?？刂苹芈废蘖麟娮璧倪x擇是MOC3041的限流電阻，用于限制流經(jīng)MOC3041輸出端的電流最大值不超過1A。本設(shè)計中選取=27Ω。在一般情況下,電阻取51Ω。本設(shè)計中選=。因此在大部分的MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中都免不了要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。8255共有40個引腳，功能分類敘述如下。 8255引腳圖l 控制線：、 ：讀信號，輸入信號線，低電平有效。：寫信號，輸入信號線，低電平有效。：復(fù)位信號，輸入信號線，高電平有效。l 尋址線：、AO、A1：片選信號，輸入信號線，低電平有效。AO、A1：這是兩條輸入信號線，通常一一對應(yīng)，接到地址總線的最后兩位AO和A1上。單片機(jī)也8255的接口比較簡單，8255的片選信號及口地址選擇線AO、B、C口及控制口地址分別為FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH。 89C51與8255的接口電路 鍵盤電路及其說明將輸入方式的I/O口的每根線上各接一個按鍵，就可以組成一個八按鍵的簡易式鍵盤。獨(dú)立式按鍵配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。本設(shè)計采用8255A可編程并行輸入輸出接口擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵，采用五按鍵鍵盤，所以在五個I/O口上接五個按鍵組成一個五按鍵的簡易式鍵盤。當(dāng)鍵盤上某一個鍵閉合時，該鍵所對應(yīng)的行線與列線短路。如果同時有多個PA口為高電平，則報警顯示，然后檢查是否有多個鍵按下，直到只有一個PA口為高電平時，停止報警，那個高電平的PA口上連接的按鍵則為按下的鍵，在軟件里執(zhí)行他應(yīng)該達(dá)到的功能。2號鍵：下降。4號鍵：上限值確定。使用1號鍵和2號鍵，設(shè)定需要的溫度控制系統(tǒng)的上限值，然后按下4號鍵，將這個上限值確定，也就是將上限值保存到專用的寄存器里。鍵盤的特點鍵盤實際上是一組按鍵開關(guān)的組合。一個按鍵開關(guān)通C0過機(jī)械觸點的斷開、閉合過程，其波形在圖220中，若Y0為低電平，S1號鍵閉合一次，圖中t1和t3分別為鍵的閉合和斷開過程中的抖動期（呈現(xiàn)一串負(fù)脈沖），抖動時間長短和開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5～10ms，t2為穩(wěn)定的閉合期，其時間由按鍵動作所確定，一般為十分之幾秒到幾秒，t0、t4為斷開期。 t0 t1 t2 t3 鍵盤的機(jī)械抖動示意圖 復(fù)位電路原理圖 復(fù)位電路MCS51復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。該電路兼有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。工作原理為：按鈕按下后，RC電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持10ms以上的高電平，就能用單片機(jī)有效的復(fù)位。 時鐘電路MCS51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件。電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。XTAL2XTAL189C51 時鐘電路 聲光報警電路接口電路 報警電路本設(shè)計采用聲光報警電路,。第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序設(shè)計。在過程中繼續(xù)對溫度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)時，置P13為低電平斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動命令。軟件上也不用考慮讀取外部程序存儲器的問題。系統(tǒng)主要功能：l 用按鍵可設(shè)定上下限溫度。l 控制溫度，默認(rèn)的設(shè)定溫度為上次設(shè)定溫度。l 通過報警器件輸出報警。復(fù)位時先自檢，接著顯示的設(shè)定溫度值（上限值）。狀態(tài)燈顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。該系統(tǒng)采用了兩種CPU抗干擾技術(shù)：指令冗余、軟件陷阱。這時，我們首先要盡快將程序納入正軌（執(zhí)行真正的指令系列）。二、 軟件陷阱指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的，首先彈飛的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余指令。當(dāng)彈飛的程序在沒有碰到冗余指令之前，已經(jīng)自動形成一個死循環(huán)，這時第二個條件也不滿足。軟件陷阱由三條指令構(gòu)成：NOPNOPAJMP ERR軟件陷阱安排在四種地方：（1） 未使用的中斷向量區(qū)（2） 未使用的大片ROM空間（3） 表格的最后（4） 程序區(qū)的絕對跳轉(zhuǎn)指令后面 ERR指令安排在程序的首地址處。在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下，還是多多設(shè)置陷阱有益。 增量式PID算法程序設(shè)計在應(yīng)用計算機(jī)實現(xiàn)控制系統(tǒng)中，PID很容易通過編制計算機(jī)語言實現(xiàn)。數(shù)字PID控制器是由軟件編程在計算機(jī)內(nèi)部實現(xiàn)的。比例調(diào)節(jié)器雖然簡單快速,但對于系統(tǒng)響應(yīng)為有限值的控制對象存在靜差。比例積分調(diào)節(jié)器作用:為了消除在比例調(diào)節(jié)中的殘余靜差,可以在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上加入積分調(diào)節(jié)。如果積分時間常數(shù)大，積分作用弱，反之為強(qiáng)。引入積分環(huán)節(jié)的代價是降低系統(tǒng)的快速性。積分作用的加入將有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。（1）計算機(jī)只輸出控制增量，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化部分，因而誤動作影響小。（3）在進(jìn)行手動到自動切換時，控制量從擊小，能夠較平滑地過渡。增量式PID算法程序輸入y(kT)的采樣值，R為給定值計算e(kT)=Ry(kT)計算計算計算計算返回 增量式PID算法程序流程圖 控制部分程序這部分程序的功能是將采集到的溫度值TX與TL比較，如果TX≤TL則報警，通過光耦合器打開可控硅，使加熱器加熱，并調(diào)顯示。否則，也就是≤≤當(dāng)溫度在正常范圍內(nèi)，調(diào)顯示，顯示采集到的溫度值。在鍵盤的控制方面，由于采用了5個單鍵，因此使得鍵值識別的問題也比較簡單。在程序的設(shè)計當(dāng)中，考慮了鍵的去抖動問題。在釋放一個鍵的時候，也會出現(xiàn)類似的情況，抖動的時間不一，通常大于10毫秒，若抖動的問題不解決，就會引起閉和鍵的多次讀入。在發(fā)現(xiàn)有鍵閉和時，不是立即讀入該鍵值，而是延時一段時間以后，再進(jìn)行鍵閉和與否的判斷，確認(rèn)此時真的有鍵按下，有則進(jìn)行該按鍵的處理，沒有則不進(jìn)行處理。89C51的P0口掃描輸出總是只有一位為高電平，即4位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它位為高電平。依次改變P0口輸出高電平的位和P2口輸出對應(yīng)的數(shù)據(jù)段，就可以輪流點亮顯示器的各位數(shù)碼管。顯示緩沖區(qū)的起始地址很重要，它決定了顯示緩沖區(qū)在RAM中的位置。開始顯示緩沖區(qū)指針置初值30H送R0掃描模式置初值FEH送R1R1送P2口取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換為段數(shù)據(jù)送P0口延時1ms顯示緩沖器指針R0+1R1=0？R1左移一位返回YN 顯示子程序流程圖 數(shù)據(jù)采集模塊　數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是巡回檢測三點的溫度參數(shù)并把它們存在外部RAM指定單元,。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)是對小雞孵化場溫度參數(shù)進(jìn)行多點檢測，將檢測的結(jié)果進(jìn)行處理后輸入單片機(jī)，將各點溫度進(jìn)行顯示，根據(jù)運(yùn)行時間，采用PID算法，輸出控制信號對現(xiàn)場溫度進(jìn)行實時控制，能在溫度異常情況實現(xiàn)報警等功能。本設(shè)計在充分滿足系統(tǒng)功能要求的前提下,留有余地以便二次開發(fā),具有廣泛的通用性?？梢詫⑾到y(tǒng)改進(jìn)為遠(yuǎn)程的溫度控制器，但要解決引線誤差補(bǔ)償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差問題等技術(shù)問題，才能夠達(dá)到較高的測量精度。他的熱心指導(dǎo)一直貫穿于我的整個畢業(yè)設(shè)計階段。其次，在我遇到設(shè)計與開發(fā)上的難題時，同組的同學(xué)以及其他關(guān)心我的同學(xué)朋友也都給了我很多幫助，解決了不少難點問題，使我能夠順利及時地完成本次設(shè)計，在這里一并表示感謝。 附 錄Ⅰ外文資料Fuzzy hybrid control using simplified indirect inference method1. AbstractA special feature of fuzzy control is that improvement of the transient characteristic if control performance and control with excellent robustness can be easily realized. On the other hand, in PID control, stability is guaranteed theoretically and highaccuracy control is possible especially in the steadystate characteristic region. In this paper, in order to utilize the advantages of both fuzzy and PID controls, a “hybrid control method” is proposed. This method bines fuzzy and PID controls in parallel, using fuzzy control in the transient characteristic region and PID control in the steadystate characteristic region. Moreover, smooth control during switching is guaranteed by executing the change using fuzzy inference. The “simplified indirect inference method” which is capable of highspeed inference is used as the fuzzy inference method. Keywords: Fuzzy control。 Hybrid control。 Simplified indirect inference metho