51單片機智能控制洗衣機程序+仿真(根據污泥度和油脂度計算電動機的轉動時間)

ID:232052 · 發表于 2019-1-23 18:31

用智能控制的算法實現的，三角形隸屬函數，輸入為污泥度和油脂度，輸出為電動機的轉動時間，程序都有詳細標注

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

單片機源程序如下:

/**********
論域e ec u 規則r
e[e_length] e_length 5+1 //第一個輸入變量表的長度
ec[ec_length] ec_length 5+1 //第二個輸入變量表的長度
u[]
r[r_Line_width][r_Column_width] r_Line_width 5 //規則表的行
r_Column_width 5//規則表的列
//等級表自動生成的
unsigned char e_level[e_length-1]={0};
unsigned char ec_level[ec_length]={0};
unsigned char u_level[u_level_length]={0};
unsigned char x;//第一個電壓的等級
unsigned char y;//第二個電壓的等級
unsigned char z;//輸出等級
*************/
#include <REG52.H>//頭文件
#include "TLC2543.h"
#define uchar unsigned char//宏定義
#define uint unsigned int
/*******************************數碼表****************************/
unsigned char code Tab[11]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //數碼管顯示0～9的段碼表
/************修改長度區****************************/
//論域的長度
#define e_length 5+1 //e的長度
#define ec_length 5+1 //第二個輸入變量表的長度
#define u_length 5
//規則表的行列
#define r_Line_width 5 //規則表的行
#define r_Column_width 5//規則表的列
/*************論域表****************************/
// 0 1 2 3 4
double code e[e_length] ={0, 0.7, 2.0, 3.0, 4.2, 5};//5個范圍6個數代表實際輸入電壓
double code ec[ec_length]={0, 0.7, 2.0, 3.0, 4.2, 5};//5個范圍6個數
unsigned char code u[u_length]={28,34,40,46,52};
/*************論域等級表****************************/
unsigned char e_level[e_length-1]={0};//等級表自動生成的
unsigned char ec_level[ec_length-1]={0};
unsigned char u_level[u_length]={0};
/*****************規則表**************************/
unsigned char r[r_Line_width][r_Column_width]= //規則表（里面的數據代表的輸出等級）
{
1,1,2,3,4,
1,2,3,4,5,
2,3,3,4,5,
3,4,4,5,5,
4,5,5,5,5
};
//兩個輸入和一個輸出得等級
unsigned char x;//第一個電壓的等級
unsigned char y;//第二個電壓的等級
unsigned char z;//輸出等級
//兩個真實的電壓
double e_u;
double ec_u;
unsigned char u_t;//電動機轉動時間
//tlc2543讀取的兩個電壓
uint ad_value1=0;
uint ad_value2=0;
unsigned char int_time; //記錄中斷次數
unsigned char second; //儲存秒
unsigned char second1; //儲存秒
uint t=0,tt=0;
uint t1=0,tt1=0;
//按鍵定義
sbit k_start=P0^7;
sbit k_stop=P0^6;
sbit k3=P0^2;
sbit sg=P0^3;
sbit Upper_leve=P0^4;//上液位
sbit Lower_level=P0^5;//下液位
sbit ledon=P0^7;
sbit washing_led=P2^0;//洗滌燈
sbit drying_led=P2^1;//甩干燈
sbit in_led=P2^5;//進水燈
sbit out_led=P2^6;//排水燈
sbit p30=P3^0;
sbit p31=P3^1;
sbit beepon=P2^7;//蜂鳴器
sbit sm1=P3^6;//進水閥門
sbit sm2=P3^7;//出水閥門
void DisplaySecond(unsigned char k);
unsigned char rule_process(double e_local[e_length] ,double ec_local[ec_length],unsigned char r_local[r_Line_width][r_Column_width])
{
//將兩個輸入的論域分為等級存在兩個表中分別為01234....
uchar i=0;
uchar j=0;
uchar t;
//等級i分為01234
for(i=0;i<e_length-1;i++)//循環01234
{
e_level[i]=i; //存進去表01234
if ( (e_local[i]<e_u) && (e_u<=e_local[i+1]) ) //e電壓大于第0個數小于第一個數
x=i; // x等級為0
}
//等級j分為01234
for(j=0;j<ec_length-1;j++)
{
ec_level[j]=j;
if ( (ec_local[j]<ec_u) && (ec_u<=ec_local[j+1]) ) //ec電壓大于第0個數小于第一個數
y=j; // y等級為0
}
z=r_local[x][y];//確定輸出z的等級（查找規則）等級輸出為12345
t=u[z-1];//輸出電動機轉動的時間//等級輸出01234所對應的時間
return t;
}
//延時函數
void delay2(void)
{
unsigned char m;
for(m=0;m<200;m++);
}
void delay1(int s)
{
int i;
for(;s>0;s--)
for(i=0;i<65;i++);
}
void delay(uint i)
{
uchar j;
for(i;i>0;i--)
for(j=255;j>0;j--);
}
//顯示函數
void DisplaySecond(unsigned char k)
{
sm1=0; //P2.6引腳輸出低電平， DS6點亮
P1=Tab[k/10]; //顯示十位
delay2();
delay2();
sm1=1;
sm2=0; //P2.7引腳輸出低電平， DS7點亮
P1=Tab[k%10]; //顯示個位
delay2();
delay2();
P3=0xff; //關閉所有數碼管
P1=1; //顯示個位
delay2();
delay2();
}
//響蜂鳴器程序
void beep()
{
p30=0;
p31=0;
t=0;
while(1)
{
beepon^=1;
delay(300);
if(t>=80) break;
}
beepon=0;
}
void Washing(uint Washing_time_sec)
{
t=0;
tt=0;
int_time=0;
second=Washing_time_sec;
//洗滌的時間
while(1)
{
//每20代表真實的一秒
if(tt>=Washing_time_sec*20) break; //洗滌時間總共是Washing_time_sec秒時間到了退出循環
t=0;
//正轉2s
while(t<40&&tt<=Washing_time_sec*20)
{
p31=0;
p30=1; //正轉 2s
DisplaySecond(second);
}
t=0;
//反轉 2s
while(t<40&&tt<=400)
{
p30=0;
p31=1;
DisplaySecond(second);
}
}
//停止轉動
p30=0;
p31=0;
}
void out_water()
{
p30=0;
p31=0;
out_led=1; //排水閥燈亮等待霍爾開關2
while(Lower_level);
if(Lower_level==0) //如果閉合
out_led=0; //排水燈滅
}
void in_water()
{
p30=0;
p31=0;
in_led=1;//進水燈亮起
while(Upper_leve);//等待
if(Upper_leve==0)//進水完畢
in_led=0;//進水燈關閉
}
void drying(uint Drying_time)
{
t=0;
int_time=0;
DisplaySecond(0);
second=Drying_time;
while(t<=Drying_time*20)
{
p31=0;
p30=1;
if(second>=0)
DisplaySecond(second);
}
}
void work()
{
//甩干占4s 兩次占8s 兩次進出水共計6s 所以兩次洗滌 (u_t-14)/2
in_water(); //等待進水完畢才往下走
Washing((u_t-14)/2); //洗滌10S
out_water(); //洗滌結束開始排水//等待排水排干再繼續往下走
drying(4); //甩干4s
in_water(); //進水開始等待進水結束
Washing((u_t-14)/2); //漂洗10S
out_water(); //漂洗結束開始排水//等待排水排干再繼續往下走
drying(4);
beep();
}
void Read_voltage()
{
// e_u=3; //輸入電壓
// ec_u=4; //輸入電壓
// u_t=rule_process(e,ec,r);//輸入參數為e ec 和r
//真實得到電壓小數第一個電壓
//小數兩位b=(uint)(e_u*1000)%1000/10
//整數一位a=(uint)(e_u*1000)/1000
ad_value1=(read2543(0)*5000.0)/4095;//第一通道//輸出電壓是一個4位整數
e_u=ad_value1/1000.0;
ad_value2=(read2543(1)*5000.0)/4095;//第二通道//輸出電壓是一個4位整數
ec_u=ad_value2/1000.0; //第二個電壓
}
int main(void)
{
TMOD=0x01; //方式1 16位計數器
TH0=-50000/256; //設定初值
TL0=-50000%256;
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //開定時器0中斷
TR0=1; //啟動定時器0
P2=0;
int_time=0; //中斷次數初始化
second=00; //秒初始化
while(1)
{
if(k_start==0)
{
while(1)
{
Read_voltage(); //將兩個的電壓讀入到e_u ec_u
u_t=rule_process(e,ec,r); //輸入參數為e ec 和r
work();
}
}
// DisplaySecond(u_t); //顯示出應該輸出的電機轉動的時間
}
return 0;
}
void time0() interrupt 1 using 1
{
……………………
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