天津工业大学2010届本科毕业设计论文 表2-2 K'D的模糊规则表
表2-3 K'I的模糊规则表
（4）确定参数
K'P、K'I、K'D经去模糊处理后，KP、KI、KD最终通过以下公式得到：
KP?KPmin?(KPmax?KPmin)*K'P KD?KDmin?(KDmax?KDmin)*K'D
KI?KImin?(KI?max?KImin)*KI
其中KPmin、KPmax、KDmin、KDmax由以下公式得到：
KPmin?0.235KU， KPmax?0.48K1U KDmin?0.0347KUTU， KDmax?0.0951KUTU
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天津工业大学2010届本科毕业设计论文 式中：KU为比例控制下等幅振荡时的比例增益；TU为比例控制下等幅振荡时振荡周期[8]。
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天津工业大学2010届本科毕业设计论文 第三章 模糊PID温度控制系统硬件设计
3.1系统硬件电路构成
模糊PID温度控制系统主要包括单片机控制模块，温度采集模块，温度显示模块，温度上下限调整模块，电机驱动模块和外部存储模块等六大部分。系统总体框图如图3-1所示[5]。
外部存储模块温度采集模块温度超限报警模块单片机控制模块电机驱动模块温度设定模块温度显示模块 图3-1 系统总体框图
（1）单片机控制模块：它是系统的核心模块，用来控制其他各个模块的工作情况。
（2）温度采集模块：该模块用来采集控制对象的温度，并输入到单片机中。 （3）温度设定模块：用来设定所需求的温度。
（4）温度超限报警模块：当温度高于上限或者低于下限时，该模块启动，以实现更好的人机交流。
（5）电机驱动模块：该模块分为两个部分；加热装置与散热装置。 （6）外部存储模块：用来存储设定温度的上限值和下限值。 （7）温度显示模块：显示当前设定的温度值。
3.2系统设计原则及系统总电路图 3.2.1系统设计原则
要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点[4]。 l.可靠性
高可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：使用可
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天津工业大学2010届本科毕业设计论文 靠性高的元器件；设计电路板时布线和接地要合理；对供电电源采用抗干扰措施；.输入输出通道抗干扰措施；进行软硬件滤波；系统自诊断功能等。 2.操作维护方便
在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专用知识的要求，以利于系统的推广。因此在设计时，要尽可能减少人机交互接口，多采用操作内置或简化的方法。同时系统应配有现场故障诊断程序，一旦发生故障能保证有效地对故障进行定位，以便进行维修。 3.性价比
单片机除体积小、功耗低等特点外，最大的优势在于高性能价格比。一个单片机应用系统能否被广泛使用，性价比是其中一个关键因素。因此，在设计时，除了保持高性能外，尽可能降低成本，如简化外围硬件电路，在系统性能和速度允许的情况下尽可能用软件功能取代硬件功能等。
3.2.2系统总电路图
系统总设计图[11]如图3-2所示
Q12N2222AQ22N2222AQ42N2222A2K2K2K1012246842R3135911313Q6TIP31U4:AU4:BU4:CU4:DU4:EU5:BU4:F74LS0574LS0574LS0574LS0574LS0574LS0574LS0511KU5:A74LS05BUZ1C130pBUZZERX1CRYSTALU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617C230p18XTAL2D1Q3R71K9Q5TIP31RSTC312uf293031PSENALEEADIODE-LEDD8TIP31DIODE-LEDR9U3657SCKSDAWP24C02B0.22KR11KR810KRL1G2R-1E-DC120R2U2321VCCDQGNDDS18B2027.04.7K12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51D7Q3R41KQ5TIP31DIODE-LEDD8TIP31DIODE-LEDR60.22KR510KRL1G2R-1E-DC120 图3-2 系统总设计图
3.3 单片机的选择
本文选用AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除
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天津工业大学2010届本科毕业设计论文 只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要特性：
与MCS-51 兼容
4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 128×8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路
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