單片機(jī)模糊控制在電飯煲中的應(yīng)用

(2)測溫元件

測溫元件是準(zhǔn)確檢測溫度的關(guān)鍵。采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。由于熱敏電阻值的變化與溫度的變化是非線性關(guān)系，為了提高溫度的測量分辨率和系統(tǒng)的抗干擾性能，設(shè)計(jì)電路如圖3所示。

圖3中，Rt是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；與R1并聯(lián)后的阻值與溫度的變化接近線性關(guān)系，提高分辨率；R2起分壓作用；O點(diǎn)為測量點(diǎn)：當(dāng)溫度變化時，Rt阻值發(fā)生變化，O點(diǎn)的電壓也跟隨變化，測量O點(diǎn)則可測量出溫度的變化；C1是防止干擾引起O點(diǎn)的電壓突變。

(3)加熱執(zhí)行電路 MCU通過PBl輸出方波控制信號，通過電容偶合、整流后送到三極管的B極，放大后驅(qū)動繼電器工作。這樣有方波輸出時，繼電器接通發(fā)熱盤電源，沒有方波輸出時，則斷開發(fā)熱盤電源。而方波信號是MCU正常工作時才可輸出，當(dāng)單片機(jī)死機(jī)時，就不可能輸出。也就是說，當(dāng)單片機(jī)受到嚴(yán)重干擾死機(jī)時，PBl不可能輸出方波，發(fā)熱盤的電源會自動斷開。這樣就可確保系統(tǒng)的安全性。

(4)聲音報(bào)警電路

MCU通過PD0口輸出方波信號，通過三極管放大，驅(qū)動交流翁鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。

(5)顯示按鍵復(fù)用電路

顯示電路用分時掃描方式輸出，3個公共口7個顯示段，形式3×7顯示輸出。按鍵復(fù)用7個顯示段中的4個。當(dāng)掃描按鍵時，將全部顯示關(guān)掉，并把以按鍵相聯(lián)的I／O口設(shè)置為輸人口，當(dāng)掃描結(jié)束后，再改為輸出口。

(6)時鐘電源電路為MCU產(chǎn)生必要的工作條件，用于提供MCU工作所需要的時鐘和電源。

2 軟件設(shè)計(jì)

模糊控制的軟件流程如圖4所示。

在圖4中，t1，t2，t3，t01，t02是時間參數(shù)，要根據(jù)電飯鍋的不同功率進(jìn)行設(shè)定，其中t01 t02。

在典型的750W電飯鍋應(yīng)用中取值如下：

t1=2 min，t2=30 s，t3=5 min，
t01=4 min，t02=8 min

主要步驟說明如下：

(1)通電加熱后，采用全功率加熱至60度，進(jìn)人(a)。

(2)(a)階段：記錄加熱電飯鍋膽從60-70度所需時間t，t是與鍋內(nèi)米和水的質(zhì)量成正比的；

(3)(b)階段：以t1為時間單位，測量起止溫度T1，T2當(dāng)T1＝T2時為沸騰狀態(tài)；

(4)(c)階段：根據(jù)(a)測米量所得到的時間t，和設(shè)定的參數(shù)t01，t02做比較，選擇適當(dāng)?shù)募訜峁β蔬M(jìn)行加熱；

(5)以t2為時間單位，測量起止溫度T1，T2，當(dāng)T1＝T2時為水干狀態(tài)，停止加熱；

(6)用余熱加熱米飯t3，時間，最后飯熟報(bào)警提示。

3 結(jié) 語

由于電飯鍋采用了模糊邏輯控制，模仿人的思維方式，又結(jié)合準(zhǔn)確的條件判斷，使這種電飯鍋即使在不同的海撥高度(有不同的沸點(diǎn))，也能準(zhǔn)確地檢測到電飯煲內(nèi)水的沸騰，能做到永不溢出；由于采用模糊邏輯，能準(zhǔn)確檢測到電飯煲內(nèi)的水是否已燒干，準(zhǔn)確地切斷加熱的電源，使得煮出的米飯松軟、不燒焦。在模糊邏輯的基礎(chǔ)上，再加上時間控制，就使這種模糊控制電飯煲具有的預(yù)約定時煮飯、煲湯、煲粥等功能。另外這種電飯鍋電路設(shè)計(jì)精簡可靠，所有控制電路硬件成本只需十多元。目前，我們設(shè)計(jì)的這種控制電路已被許多廠家采用，并進(jìn)行了大批量的生產(chǎn)。這種單片機(jī)模糊控制技術(shù)在電飯煲中的廣泛應(yīng)用，對改善人們的生活，將會有深遠(yuǎn)的影響。