浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计（论文）
第4章 系统软件设计
4.1 主要程序的框图
4.1.1 主程序框图
系统运行主程序流程的设计思想为:首先要进行一系列的初始化工作，在系统中我们设置了看门狗是为了在系统出现故障时，可在选定的超时周期之后，看门狗以复位信号做出响应，保证系统可靠工作。在系统设置了键盘中断服务子程序，通过键盘送入的信号后，系统开始启动工作。在温度控制方面，设置了恒温，升温，降温和A/D转换等调用的子程序，用以达到控温的功能。
图4-1 主程序框图
4.1.2 键盘中断服务子程序
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浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计（论文） 本系统的键盘设计主要有恒温设置键、升温速率设置键、降温速率设置键、恒温时间拉制设置键、显示设置键等按键。此程序流程的思想为：当需要对某设定参数调整时，通过设定参数菜单键来选择要调整的系统参数；然后利用增加键和减少键对参数进行调整，调整参数确定后系统会自动保存。键盘处理子程序流程图如图4-2。
在按键时，触点闭合与断开的瞬间，会出现电压抖动。在实际的工作中，按键有时灵，有时不灵，实际上可能是在你只按了一次按键，可是计算机却已执行了好几次任务。按键的稳定闭合期，由操作人员的按键动作所决定，一般为十分之几秒到几秒不等。
在去抖动处理上，一般采用软件延时的方法，在单片机获得P1.7口为低的信息后，不是立即认定按键已被按下，而是延时10到20ms时间后再次检测P1.7口，如果仍为低，说明按键的确按下，避开了按键按下是的抖动时间。
图4-2 键盘中断服务子程序
4.1.3 恒温及升温测控子程序
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浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计（论文） 温度信号输入，经过的电路主要由温度传感器，运算放大器和模数（A/D）转换器三部分组成。
程序在初始化后，调用一个温度测量子程序，把测量的的实际温度与给定的温度进行比较，用以判断是否要进行调用升温的子程序。主要的流程图如图4-3。
图4-3 恒温及升温测控子程序
4.1.4 降温测控子程序
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浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计（论文） 在温度的拉制过程中，由于测量阶段的信号滞后性，当受到的温度信号高与给定的温度时，我们在电路中设计的报警电路装置会发出报警信号。报警电路的工作原理是：温度过高时，单片机就从P1.5口发出一个低电平信号，经反向后使发光二极管发光，同时使蜂鸣器发音，从而达到报警的日的。使得检测的工作人员能方便的了解到温度过大的这个温度信号。 此时，系统会调用降温子程序完成降温的拉制。流程图如4-4。
图4-4 降温测控子程序
程序见附录
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浙江工业大学浙西分校信息与电子工程系毕业设计（论文） 4.2 模糊自整定PID控制算法
针对电炉温度控制，将采样得到的温度信号与系统的温度设定值进行比较，得到温度误差e、温度误差变化ec，根据电炉温度变化实际情况参考前面的模糊自整定PID控制器设计方法，将它们变化到模糊论域。
温度误差e、温度误差变化ec和 KP 、 KI 、 KD的修正系数的模糊子集为 e ＝ec＝{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}
＝{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}
△kp ＝ △ki ＝△kd ＝{负大、负中、负小、零、正小、正中、正大}
＝{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}
并将温度误差e、温度误差变化ec的大小量化为 13 个等级，分别表示为
-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，
则论域 E 和 EC 为
E ＝ EC ＝{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}
将△kp 、△ki、△kd 的大小量化为 11 个等级，
△kp 的论域为{-1.5，-1.25，-1.0，-0.75，-0.5，0.25，0，0.25，0.5，0.75，1.0，1.25，1.5}。
△ki、 △kd 的论域为｛-0.3，0.25，0.2，0.15，0.10，0.05，0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.3｝。
上述变量的隶属函数曲线图如图4-5如示，隶属度函数按三角分布，三角函数解析式如公式(4-1)
图4-5 隶属函数曲线
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