課程設(shè)計(jì)（論文）-冰箱溫度控制器的設(shè)計(jì)

1、目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231012470 摘 要1 HYPERLINK l _Toc231012471 引 言2 HYPERLINK l _Toc231012472 1 總的設(shè)計(jì)方案3 HYPERLINK l _Toc231012473 總體方案3 HYPERLINK l _Toc231012474 1.2 方案選擇 5 HYPERLINK l _Toc231012476 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l _Toc231012477 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖7 HYPERLINK l _Toc231012478 2.2 微處理器7 HYPE

2、RLINK l _Toc231012478 2.3 溫度傳感器9 HYPERLINK l _Toc231012478 2.4顯示電路11 HYPERLINK l _Toc231012478 2.5 功能按鍵12 HYPERLINK l _Toc231012478 2.6 壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)，電磁閥控制13 HYPERLINK l _Toc231012478 2.7 過欠壓保護(hù)13 HYPERLINK l _Toc231012479 3 模糊控制算法15 HYPERLINK l _Toc231012480 對精確值的模糊化處理16 HYPERLINK l _Toc231012480 模糊推理規(guī)那么的歸

3、納17 HYPERLINK l _Toc231012480 模糊量向精確量的轉(zhuǎn)化18 HYPERLINK l _Toc231012484 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)19 HYPERLINK l _Toc231012480 4.1 主程序19 HYPERLINK l _Toc231012480 4.2中斷效勞程序20 HYPERLINK l _Toc231012484 5 技術(shù)總結(jié)21 HYPERLINK l _Toc231012486 6 結(jié)束語227 HYPERLINK l _Toc231012489 參考文獻(xiàn)23摘要近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透，模糊控制電冰箱的成功開發(fā)引起了人們的注意。這種電冰

4、箱可以使食品迅速冷凍，延長保存期；并可以防止冷藏室的溫度過低而凍壞食品；還可以根據(jù)冰箱使用狀態(tài)，在適當(dāng)時(shí)候進(jìn)行除霜，以減小由于除霜而對食品產(chǎn)生的影響；尚可根據(jù)使用情況不免不必要的冷卻，以節(jié)約能源。通過對直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)的改良和采用模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電冰箱的雙溫雙控，使電冰箱能根據(jù)使用條件的變化迅速合理地調(diào)節(jié)制冷量，且節(jié)能效果良好?，F(xiàn)從冰箱的硬件結(jié)構(gòu)框圖和模糊控制器兩個(gè)方面，以模糊控制算法為主線，將冰箱的溫度控制過程完全地描述了出來。具體分為硬件結(jié)構(gòu)框圖及各功能電路的介紹、模糊控制算法、軟件程序框圖等三局部。由于冰箱的溫度控制過程離不開對控制器的控制算法，因此本報(bào)告著重討論了溫度控制器的模

5、糊控制算法，并舉出例子進(jìn)行了詳細(xì)闡述。關(guān)鍵字：模糊控制，溫度控制ABSTRACT In recent years, with the penetration of computers in the social sphere, the successful development of fuzzy control refrigerator attracted peoples attention. This refrigerator can make quick frozen foods to extend shelf life; and can prevent the freezer temp

6、erature is too low and nipped food; refrigerator can also be used according to the state, at an appropriate time to defrost, to reduce due to defrost while the impact of food; can still be bound under the unnecessary use of cooling in order to save energy. Through the direct-cool refrigerator coolin

7、g system improvements and the adoption of fuzzy control technology to realize a dual-temperature refrigerator dual control, so that the use of refrigerators according to the conditions of a rapidly changing reasonably adjust cooling capacity, and energy-saving good effect. Are from the refrigerator

8、and fuzzy controller hardware block diagram of the two aspects of the fuzzy control algorithm as the main line, the temperature of the refrigerator control process described completely out. The specific hardware block diagram is divided into functional circuits and the introduction of fuzzy control

9、algorithms, software programs such as block diagram of three parts. As the refrigerator temperature control process can not be separated on the controller of the control algorithm, this report focused on the temperature controller of the fuzzy control algorithm, citing examples described in detail.

10、Keywords: Fuzzy control, temperature control引 言現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)及日常生活中常常需要用到溫度控制,早期溫度控制主要應(yīng)用于工廠中，例如鋼鐵的水溶溫度，不同等級的鋼鐵要通過不同溫度的鐵水來實(shí)現(xiàn)，這樣就可能有效的利用溫度控制來掌握所需要的產(chǎn)品了。在現(xiàn)代社會中，溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也表到達(dá)了各個(gè)方面，電冰箱的出現(xiàn)及大量普及就是一個(gè)很好的例子。隨著社會開展，人們對食品溫度的控制要求也越來越高，對于電冰箱的溫度控制也就相應(yīng)的不斷提高。20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的 EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)的重要工具，其核心是 利用計(jì)算機(jī)完成電路設(shè)計(jì)的全程自動(dòng)化，E

11、DA技術(shù)應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，極大的提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可靠性，節(jié)省了設(shè)計(jì)本錢，減輕了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。它結(jié)合傳感技術(shù)及計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)，并綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)開展的新成果，不管是在民用工業(yè)，還是在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中都有著極其廣泛的應(yīng)用前景，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，智能儀器儀表的設(shè)計(jì)制造中，消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，通信方面及武器裝備等，含蓋了生產(chǎn)、生活、軍事各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品的準(zhǔn)確化、智能化、最優(yōu)化和多功能化，發(fā)揮著越來越重要的作用，引起了各個(gè)國家的高度重視。依靠EDA的控制技術(shù)作為現(xiàn)代高科技的重要組成局部，推動(dòng)著自動(dòng)化生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)、材料加工、醫(yī)療、紡織等相關(guān)領(lǐng)域的開展。是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)

12、水平的重要標(biāo)志。正由于用EDA控制器改造落后的設(shè)備具有性價(jià)比高、提高設(shè)備的使用壽命、提高設(shè)備的自動(dòng)化程度的特點(diǎn)，所以電冰箱的 電控系統(tǒng)也采用了EDA為其各功能控制實(shí)現(xiàn)的核心。而我設(shè)計(jì)的電冰箱的電控系統(tǒng)就是采用了EDA為控制核心，通過電路設(shè)計(jì)，擴(kuò)展外圍電路，實(shí)現(xiàn)電冰箱的溫度控制，溫度的顯示功能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，現(xiàn)實(shí)性。通過本設(shè)計(jì)的研究，我不僅了解電冰箱的相關(guān)知識，還掌握了利用IP核設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，引用方便，修改根本元件的功能容易，以及一些外圍芯片的使用及模擬電路的設(shè)計(jì)?？傮w方案簡介液體由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，會吸收很多熱量，簡稱為“液體汽化吸熱，電冰箱就是利用了液體汽化的過程中需要吸熱的原理來制冷的。

13、 蒸氣壓縮式電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖如圖1.1所示，主要由壓縮機(jī)、冷凝器、枯燥過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等部件組成，其動(dòng)力均來自壓縮機(jī)，枯燥過濾器用來過濾贓物和枯燥水分，毛細(xì)管用來節(jié)流降壓，熱交換器為冷凝器和蒸發(fā)器。制冷壓縮機(jī)吸入來自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓的過熱蒸氣，排入冷凝器中，向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)枯燥過濾器流入毛細(xì)管節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化，吸收周圍被冷卻物品的熱量，使溫度降低到所需值，汽化后的氣體制冷劑又被壓縮機(jī)吸入，至此，完成一個(gè)循環(huán)。壓縮機(jī)冷循環(huán)周而復(fù)始的運(yùn)行，保證了制冷過程的連續(xù)性。 電冰箱的系統(tǒng)組成圖1.1

14、電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖直冷式電冰箱的控制原理是根據(jù)蒸發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī)的啟、停，使冰箱內(nèi)的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。冷凍室用于冷凍食品通常用于冷凍的溫度為3C15C,冷藏室用于相對于冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，溫度一般為0C10C，當(dāng)測得冷冷凍室溫度高至3C 0C時(shí)或者是冷凍室溫度高至10C13C是啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，當(dāng)冷凍室溫度低于15C18C或都冷藏室溫度低于0C3C時(shí)停止制冷，關(guān)斷壓縮機(jī)。采用單片機(jī)控制，可以使控制更為準(zhǔn)確、靈活。工作原理：根據(jù)冷藏室和冷凍室的溫度情況決定是否開壓縮機(jī)，假設(shè)冷藏室的溫度過高，那么翻開電磁冷門V1,關(guān)閉閥門V2，V3，同時(shí)

15、翻開壓縮機(jī)，產(chǎn)生高溫高壓過熱蒸氣，經(jīng)過冷凝器冷凝，枯燥過濾器枯燥，毛細(xì)節(jié)流管降壓后，在蒸發(fā)器汽化制冷，產(chǎn)生低溫低壓的枯燥氣體。經(jīng)過電磁閥門V1 流入冷藏室，使冷藏的溫度迅速降低，當(dāng)溫度到達(dá)要求時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)，同時(shí)關(guān)閉電磁閥門V1 。假設(shè)是冷凍室的溫度過高，那么應(yīng)翻開V2關(guān)閉V1, V3 。電磁閥門V3主要用于冷凍室的化霜。需要化箱時(shí)翻開V3,從壓縮機(jī)流出的高溫高壓氣體流經(jīng)冷凍室可勻速將冷凍室霜層汽化。到達(dá)化霜的效果。一般化霜的時(shí)間要短，不然會傷存放的食品。本系統(tǒng)采用IP核控制的電冰箱主要功能及要求：1設(shè)定2個(gè)測溫點(diǎn)，測量范圍：18C10C，精度C；2利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室及冷凍室溫度

16、設(shè)定等；3制冷壓縮機(jī)停機(jī)后自動(dòng)延時(shí)3分鐘前方能再啟動(dòng)；4 工作電壓176V240V，當(dāng)過壓或欠壓時(shí)，禁止啟動(dòng)壓縮機(jī)此設(shè)計(jì)的總體框圖如：外圍電路是EP2C5Q208C8芯片工作的根底保障電源電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓；時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生EP2C5Q208C8工作所需的時(shí)鐘信號；復(fù)位電路使EP2C5Q208C8實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。鍵盤電路用于向系統(tǒng)輸入運(yùn)行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過鍵盤掃描等程序設(shè)計(jì)把鍵盤輸入的數(shù)據(jù)在液晶顯示器上顯示。LED電路用來顯示鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，LM35實(shí)現(xiàn)對冷凍室和冷藏室的溫度檢測，AD522完成對溫度的模數(shù)轉(zhuǎn)換，將信號上傳給EP2C5Q208C8芯片，其功能是靠硬件電

17、路的設(shè)計(jì)和軟件程序的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的。方案選擇方案一 本方案確定了用單片機(jī)PID控制器對冰箱進(jìn)行控制，將人工智能中的系統(tǒng)技術(shù)與PID控制相結(jié)合，構(gòu)成一種PID控制器，使冰箱控制合理、節(jié)能、可靠，在硬件上以單片機(jī)MCS-51為核心，在軟件上用C語言對單片機(jī)進(jìn)行控制。 方案二 此是采用模糊控制算法，利用模擬溫度傳感器AD590進(jìn)行設(shè)計(jì)，由單片機(jī)、模擬溫度傳感器AD590、運(yùn)算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、44鍵盤、LCD顯示電路、電機(jī)，集成功率放大器、報(bào)警器組成，本方案采用模擬溫度傳感器AD590作為測溫元件，傳感器將測量的溫度變換轉(zhuǎn)換成電流的變化，再通過模擬電路將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，使用運(yùn)算放大器交將

18、信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?，最后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送給單片機(jī)。單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用LCD顯示，當(dāng)溫度值超過設(shè)置值時(shí)，系統(tǒng)開始啟動(dòng)壓縮機(jī)。結(jié)論利用模糊控制技術(shù)，在冷凍室需要制冷的時(shí)候，壓縮機(jī)快速啟動(dòng)。并且設(shè)計(jì)了變頻調(diào)速系統(tǒng)，防止了壓縮機(jī)的頻繁開啟，使電機(jī)能夠按照所需要的進(jìn)行工作，使壓縮機(jī)制冷更加合理有效。冷藏室制冷采用半導(dǎo)體和壓縮機(jī)同時(shí)制冷，正常的情況下冷藏室隨著冷凍室的制冷而制冷，當(dāng)冷凍室需要制冷時(shí)，啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，冷藏室同時(shí)也能到達(dá)制冷效果；當(dāng)冷凍室不需要制冷時(shí)，這時(shí)不啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，而是用半導(dǎo)體單獨(dú)對冷藏室制冷，這樣控制的效果能使冷藏室根本上到達(dá)單獨(dú)控制的目的。在冰

19、箱化霜過程中，運(yùn)用模擬神經(jīng)智能控制技術(shù)將冰箱門開閉次數(shù)、開閉頻率和最正確化霜時(shí)間加以統(tǒng)計(jì)和分析，根據(jù)冰箱的實(shí)際運(yùn)行選擇在冰箱門開閉最少的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)化霜，使冰箱內(nèi)溫度波動(dòng)最小，對食品質(zhì)量影響最小。開門時(shí)間過長系統(tǒng)那么會報(bào)警。在冰箱的面板上有液晶顯示器，可以顯示冷凍室和冷藏室的溫度，并通過按鍵可對冷凍室和冷藏室的溫度進(jìn)行調(diào)控，以到達(dá)用戶所需要的溫度。因此，選擇方案二。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如2.1圖所示，主要由電源開關(guān)，溫度傳感器，功能按鍵，EP2C5Q208C8芯片，延時(shí)電路，顯示電路，指示燈電路，故障報(bào)警裝置等夠成。圖2.1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖微處理器是本系統(tǒng)的核心，其性能的好壞直接影響系統(tǒng)

20、的穩(wěn)定，鑒于本系統(tǒng)為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行大量的運(yùn)算，所以本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于VHDL的VGA顯示控制木塊，通過FPGA控制圖像與時(shí)序信號，軟件的開發(fā)環(huán)境是ALTERA公司的Quartus6.0。設(shè)計(jì)運(yùn)用VHDL語言編程，配置加載FPGA芯片，經(jīng)FPGA處理，信號通過D/A轉(zhuǎn)換器，由VGA接口輸出，設(shè)計(jì)的 主控制器采用ALTERA公司的EP2C5Q208C8芯片。圖2.2 EP2C5Q208C8芯片本系統(tǒng)就是選用了ALTERA公司的ACEX1K系列的EP2C5Q208C8芯片，它具有144個(gè)引腳，其中102個(gè)I/O通信口.在本次的基于VHDL的VGA顯示控制模塊設(shè)計(jì)中，電阻分壓網(wǎng)絡(luò)共用

21、12個(gè)I/O通信口，ADV7123 D/A轉(zhuǎn)換器共用30個(gè)I/O通信口，存儲器模塊共用26個(gè)I/O通信口。引腳的配置及功能分配情況如2-2表所示： 表2.1引腳配置功能圖溫度傳感器在自動(dòng)控制、機(jī)電整合的應(yīng)用中，溫度的測量為常見的需求，感測溫度的產(chǎn)品有多種型態(tài)，依特性可概分為膨脹變化型、顏色變化型、電阻變化型、電流變化型、電壓變化型、頻率變化型等，常見的電壓變化型的溫度傳感器有LM35、LM335，其不同點(diǎn)為 LM35 之輸出電壓是與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)係，而 LM335 那么是與凱氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系。由於攝氏溫標(biāo)較常使用，因此本文將針對LM35做介紹。 1. 溫度傳感器 LM35 LM35是由Nat

22、ional Semiconductor所生產(chǎn)的溫度感測器，其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)係，轉(zhuǎn)換公式如式(1)，0C時(shí)輸出為0V，每升高 1C，輸出電壓增加10mV。 LM35 有多種不同封裝型式，外觀如圖 1 所示。在常溫下，LM35 不需要額外的校準(zhǔn)處理即可到達(dá) 1/4C的準(zhǔn)確率。其電源供給模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種，其引腳如圖 2 所示，正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的量測；兩種接法的靜默電流-溫度關(guān)係如圖 3所示，單電源模式在25C下靜默電流約50A，非常省電。 圖.1：LM35封裝及引腳排列 圖2.3.2：LM35接線圖 圖2.3.32. 實(shí)際測試 接下來實(shí)際對LM35進(jìn)行測試，測

23、試使用單電源模式，並且將輸出以非反相放大器放大十倍，如圖4的電路。以10Hz 的頻率記錄放大后的電壓值，得到如圖的溫度時(shí)間圖。圖顯示模塊顯示器是常用的輸出器件。顯示器件種類很多，有LED發(fā)光二極管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器LCD、陰極射線管CRT等。本電冰箱的電控系統(tǒng)使用的是LED數(shù)碼管。如2.4圖：圖.1 LED數(shù)碼管原理圖顯示模塊的輸入信號主要來自于計(jì)時(shí)模塊局部的輸出信息。在輸出信號中，我們采用循環(huán)點(diǎn)亮兩個(gè)LED七段顯示數(shù)碼管顯示輸出。我們通過信號來進(jìn)行8個(gè)LED七段顯示數(shù)碼的選擇，從而將輸出信號送到相應(yīng)的LED七段顯示數(shù)碼上完成秒表各位的結(jié)果顯示。模塊框圖如3.4圖所示：圖2.顯示模塊框

24、圖從圖31中可以看出，顯示模塊有四個(gè)局部構(gòu)成：八進(jìn)制計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)位選擇電路、七段顯示譯碼電路、顯示位選擇譯碼電路。功能按鍵 因本系統(tǒng)使用的按鍵數(shù)目少，故按鍵采用硬件去抖。按鍵電路如圖2.5 所示。用兩個(gè)與非門構(gòu)成一個(gè)RS觸發(fā)器。當(dāng)按鍵未按下時(shí)輸出為1;剛鍵按下時(shí)輸出為0。此時(shí)即使用按鍵的機(jī)器性能，使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬時(shí)斷開(抖動(dòng)跳開B)，只要按鍵不返回原來狀態(tài)A，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會改變，輸出保持為0,不會產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。也就是說，即使B點(diǎn)的電壓波形是抖動(dòng)的，但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，其輸出為正規(guī)的矩形波。 圖2.按鍵電路結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 結(jié)構(gòu)圖壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)、電磁閥控制壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)工作原理是制冷

25、系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過過濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，到達(dá)降低溫度的目的。 而冰箱沒有風(fēng)扇靠自然對流來進(jìn)行熱量交換。電磁閥的工作原理非常簡單，阻流板就象一個(gè)閘門，一個(gè)彈簧讓它處于關(guān)閉狀態(tài)，上面一個(gè)電磁鐵芯，鐵芯低部橡膠壓在阻流板中間凸起的一個(gè)小眼兒上，外面一個(gè)電磁線圈，接通電源后鐵芯別吸上去，小眼兒開始進(jìn)氣，

26、壓力到達(dá)頂開彈簧后電磁閥翻開。結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示：圖2.6 壓縮機(jī) 風(fēng)機(jī)原理圖為了使電冰箱平安可靠地運(yùn)行，要求其電源電壓在176V240V之間。因此，當(dāng)電源電壓小于176V或大于240V時(shí)，壓縮機(jī)應(yīng)自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警顯示。電源的過欠壓電路如2.7圖所示：3 模糊控制算法冰箱溫度是主要的控制對象，控制的好就有顯著的節(jié)能效果。影響溫度的因素很多，如室內(nèi)溫度的上下，冰箱本身的容積，開冰箱門的次數(shù)，每次開門的時(shí)間，冰箱中食品的多少，以及食品的種類和性質(zhì)等等。所以要相建立冰箱溫度變化的數(shù)學(xué)模型是很難的。因此可以采用模糊控制算法加以解決，下面給出食品冷藏溫度表和保存時(shí)間表。表3. 1 局部食品最適宜的冷藏溫

27、度表3.2 食品在冷藏箱內(nèi)能保存的時(shí)間一般魚、肉等食品易帶微生物，在低溫下也容易變質(zhì)，所以最好保存在冷凍室，且溫度愈低，保存時(shí)間也愈長，如6時(shí)可保存一星期，12時(shí)可保存一個(gè)半月，18時(shí)可保存三個(gè)月。所以電冰箱冷藏室的溫度調(diào)整在24較適宜，冷凍室的溫度調(diào)整在1218以下較為適宜。冰箱控制器的一般工作過程如下：3.1對精確值的模糊化處理將測溫電路測得的精確溫度在各自的變化區(qū)間上分為幾個(gè)檔次，使每檔對應(yīng)一個(gè)模糊集。我們設(shè)定冷藏室溫升范圍在6+6之間變化，將它分為8檔，并和模糊變量負(fù)大、負(fù)中、負(fù)小、負(fù)零、正零、正小、正中、正大一一對應(yīng)，：“正大PL多數(shù)取+6附近；“正中PM多數(shù)取+4附近；“正小PS多

28、數(shù)取+2附近；“正零P0多數(shù)取比零稍大一點(diǎn)附近；“負(fù)零N0多數(shù)取比零稍小一點(diǎn)附近；“負(fù)小NS多數(shù)取2附近；“負(fù)中NM多數(shù)取4附近；“負(fù)大NL多數(shù)取6附近；量化因子K1求測溫電路量化因子K2冷藏室、冷凍室量化因子K3控制表SSR1、SSR2SyeUU1圖3.1 冰箱模糊控制框圖表3.3 偏差的賦值表4,另外，我們定義了4對應(yīng)負(fù)中，但是3、2、5、6也都可稱為負(fù)中的屬性，只是相對負(fù)4來說，屬于負(fù)中的成份差一點(diǎn)，即有著不同的隸屬度，定義出8個(gè)模糊變量，分別對應(yīng)區(qū)間6，6上各整數(shù)值的隸屬度，就可以得到一個(gè)模糊子集。如表3.4所示。 表3.4 偏差的賦值表同理，就得到偏差變化率所對應(yīng)的模糊子集如表4所示

29、。模糊處理的結(jié)果即模糊控制器的輸出量u也采用NL、NM、NS、0、PS、PM、PL來描述，就可得到輸出u在6，6區(qū)間上變化的賦值表如表3.5所示。表3.5 輸出量u的賦值表3.2模糊推理規(guī)那么的歸納根據(jù)和的模糊集和輸出u的模糊集，就可對冰箱的使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊推理規(guī)那么的歸納。對于雙輸入、單輸出的控制系統(tǒng)一般可用語句“IF A AND B THEN C來描述，冰箱溫度控制系統(tǒng)利用上述語句形式將上述3個(gè)表綜合起來，把實(shí)際控制推理規(guī)那么歸納整理構(gòu)成系統(tǒng)的控制規(guī)那么表如表6所示。表3.6 推理語言規(guī)那么表3.3模糊量向精確量的轉(zhuǎn)化模糊量向精確量轉(zhuǎn)換通常有2種方法：選擇隸屬度最大的原那么和加權(quán)平均判決原

30、那么。選擇隸屬度最大的原那么實(shí)現(xiàn)模糊量到精確值的轉(zhuǎn)化，特點(diǎn)是計(jì)算簡單，適合于計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)處理，但轉(zhuǎn)換結(jié)果所含的信息量少，因?yàn)榉艞壛似溆嚯`屬度較低的各點(diǎn)情況。表3.7 模糊控制表設(shè)偏差e=PM，偏差變化率=PS，根據(jù)推理語言規(guī)那么表查得輸出u=NM，再查u的賦值表得NMU=0.1/6+(0.8/5)+(1.0/4)+(0.8/3)+(0.1/2)由此選擇附屬度最大的原那么轉(zhuǎn)換,得到結(jié)果為=4(為最大隸屬度)。利用加權(quán)平均原那么轉(zhuǎn)換時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)果為：=4我們將上述所有控制規(guī)那么合成一起，經(jīng)大量計(jì)算構(gòu)成模糊控制表見表3.7。 本系統(tǒng)的控制程序采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，主程序主要完成系統(tǒng)設(shè)置和初始化的任務(wù)，并

31、為其他子程序提供相應(yīng)的入口。該系統(tǒng)有兩種工作模式，一是正常的溫度控制模式，第二是PID 參數(shù)整定狀態(tài)，系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)按照操默認(rèn)設(shè)定的溫度值，并根據(jù)實(shí)際設(shè)置好的(T，KP，Ti，Td )參數(shù)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，儀表工作在溫度控制模式下；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，產(chǎn)生鍵盤中斷，CPU 響應(yīng)中斷，進(jìn)入鍵盤中斷效勞子程序，確認(rèn)鍵盤的位置。主程序 主程序完成系統(tǒng)的初始化后， 交替進(jìn)行溫度顯示和鍵盤檢測， 當(dāng)有鍵按下時(shí)， 檢測在敲定的標(biāo)志存放器的對應(yīng)位置相應(yīng)標(biāo)志。主程序框圖如圖4-1 所示。開始LED顯示子程序初始化設(shè)置工作狀態(tài)送各有關(guān)常數(shù)開中斷,執(zhí)行檢測程序送中斷向量中斷否關(guān)中斷,查中斷源,轉(zhuǎn)中斷子程序過壓欠壓處理程

32、序溫度測定處理程序模糊控制算法程序開門時(shí)間超長處理程序霜厚大于3mm處理程序鍵盤檢測分析程序中斷處理結(jié)束,返回YN圖4.1主程序框圖4.2中斷效勞程序 單片機(jī)控制片內(nèi)定時(shí)器每隔一定的溫度采樣時(shí)間( 可設(shè)為1 09 ) 產(chǎn)生一次定時(shí)器中斷， 定時(shí)器中斷效勞程序主要對溫度傳感器進(jìn)行一次巡檢， 并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到冷藏室、 冷凍室溫度。所測得的溫度分別與設(shè)定的溫度上下限進(jìn)行比擬， 以判斷是否應(yīng)翻開或停止壓縮機(jī)， 從而實(shí)現(xiàn)對溫度的自動(dòng)控制， 隨后，再對鍵盤功能標(biāo)志進(jìn)行測試， 以做出相應(yīng)的處理。在對壓縮機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)控制時(shí)， 要注意壓縮機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)人啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)， 需要一定的延時(shí)保護(hù)時(shí)間。定時(shí)器中斷效勞程序流程圖如圖4-2 所示。圖4.2定時(shí)器中斷效勞流程圖5 技術(shù)總結(jié)通過此項(xiàng)設(shè)計(jì)的分析可以得到此下結(jié)論：本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)到溫度傳感器以及A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇以及EDA的總體