51单片机智能控制洗衣机程序+仿真(根据污泥度和油脂度计算电动机的转动时间)

ID:232052 · 发表于 2019-1-23 18:31

用智能控制的算法实现的，三角形隶属函数，输入为污泥度和油脂度，输出为电动机的转动时间，程序都有详细标注

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

/**********
论域e ec u 规则r
e[e_length] e_length 5+1 //第一个输入变量表的长度
ec[ec_length] ec_length 5+1 //第二个输入变量表的长度
u[]
r[r_Line_width][r_Column_width] r_Line_width 5 //规则表的行
r_Column_width 5//规则表的列
//等级表自动生成的
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;//第一个电压的等级
unsigned char y;//第二个电压的等级
unsigned char z;//输出等级
*************/
#include <REG52.H>//头文件
#include "TLC2543.h"
#define uchar unsigned char//宏定义
#define uint unsigned int
/*******************************数码表****************************/
unsigned char code Tab[11]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //数码管显示0～9的段码表
/************修改长度区****************************/
//论域的长度
#define e_length 5+1 //e的长度
#define ec_length 5+1 //第二个输入变量表的长度
#define u_length 5
//规则表的行列
#define r_Line_width 5 //规则表的行
#define r_Column_width 5//规则表的列
/*************论域表****************************/
// 0 1 2 3 4
double code e[e_length] ={0, 0.7, 2.0, 3.0, 4.2, 5};//5个范围6个数代表实际输入电压
double code ec[ec_length]={0, 0.7, 2.0, 3.0, 4.2, 5};//5个范围6个数
unsigned char code u[u_length]={28,34,40,46,52};
/*************论域等级表****************************/
unsigned char e_level[e_length-1]={0};//等级表自动生成的
unsigned char ec_level[ec_length-1]={0};
unsigned char u_level[u_length]={0};
/*****************规则表**************************/
unsigned char r[r_Line_width][r_Column_width]= //规则表（里面的数据代表的输出等级）
{
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
};
//两个输入和一个输出得等级
unsigned char x;//第一个电压的等级
unsigned char y;//第二个电压的等级
unsigned char z;//输出等级
//两个真实的电压
double e_u;
double ec_u;
unsigned char u_t;//电动机转动时间
//tlc2543读取的两个电压
uint ad_value1=0;
uint ad_value2=0;
unsigned char int_time; //记录中断次数
unsigned char second; //储存秒
unsigned char second1; //储存秒
uint t=0,tt=0;
uint t1=0,tt1=0;
//按键定义
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;//洗涤灯
sbit drying_led=P2^1;//甩干灯
sbit in_led=P2^5;//进水灯
sbit out_led=P2^6;//排水灯
sbit p30=P3^0;
sbit p31=P3^1;
sbit beepon=P2^7;//蜂鸣器
sbit sm1=P3^6;//进水阀门
sbit sm2=P3^7;//出水阀门
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])
{
//将两个输入的论域分为等级存在两个表中分别为01234....
uchar i=0;
uchar j=0;
uchar t;
//等级i分为01234
for(i=0;i<e_length-1;i++)//循环01234
{
e_level[i]=i; //存进去表01234
if ( (e_local[i]<e_u) && (e_u<=e_local[i+1]) ) //e电压大于第0个数小于第一个数
x=i; // x等级为0
}
//等级j分为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电压大于第0个数小于第一个数
y=j; // y等级为0
}
z=r_local[x][y];//确定输出z的等级（查找规则）等级输出为12345
t=u[z-1];//输出电动机转动的时间//等级输出01234所对应的时间
return t;
}
//延时函数
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--);
}
//显示函数
void DisplaySecond(unsigned char k)
{
sm1=0; //P2.6引脚输出低电平， DS6点亮
P1=Tab[k/10]; //显示十位
delay2();
delay2();
sm1=1;
sm2=0; //P2.7引脚输出低电平， DS7点亮
P1=Tab[k%10]; //显示个位
delay2();
delay2();
P3=0xff; //关闭所有数码管
P1=1; //显示个位
delay2();
delay2();
}
//响蜂鸣器程序
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;
//洗涤的时间
while(1)
{
//每20代表真实的一秒
if(tt>=Washing_time_sec*20) break; //洗涤时间总共是Washing_time_sec秒时间到了退出循环
t=0;
//正转2s
while(t<40&&tt<=Washing_time_sec*20)
{
p31=0;
p30=1; //正转 2s
DisplaySecond(second);
}
t=0;
//反转 2s
while(t<40&&tt<=400)
{
p30=0;
p31=1;
DisplaySecond(second);
}
}
//停止转动
p30=0;
p31=0;
}
void out_water()
{
p30=0;
p31=0;
out_led=1; //排水阀灯亮等待霍尔开关2
while(Lower_level);
if(Lower_level==0) //如果闭合
out_led=0; //排水灯灭
}
void in_water()
{
p30=0;
p31=0;
in_led=1;//进水灯亮起
while(Upper_leve);//等待
if(Upper_leve==0)//进水完毕
in_led=0;//进水灯关闭
}
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 两次占8s 两次进出水共计6s 所以两次洗涤 (u_t-14)/2
in_water(); //等待进水完毕才往下走
Washing((u_t-14)/2); //洗涤10S
out_water(); //洗涤结束开始排水//等待排水排干再继续往下走
drying(4); //甩干4s
in_water(); //进水开始等待进水结束
Washing((u_t-14)/2); //漂洗10S
out_water(); //漂洗结束开始排水//等待排水排干再继续往下走
drying(4);
beep();
}
void Read_voltage()
{
// e_u=3; //输入电压
// ec_u=4; //输入电压
// u_t=rule_process(e,ec,r);//输入参数为e ec 和r
//真实得到电压小数第一个电压
//小数两位b=(uint)(e_u*1000)%1000/10
//整数一位a=(uint)(e_u*1000)/1000
ad_value1=(read2543(0)*5000.0)/4095;//第一通道//输出电压是一个4位整数
e_u=ad_value1/1000.0;
ad_value2=(read2543(1)*5000.0)/4095;//第二通道//输出电压是一个4位整数
ec_u=ad_value2/1000.0; //第二个电压
}
int main(void)
{
TMOD=0x01; //方式1 16位计数器
TH0=-50000/256; //设定初值
TL0=-50000%256;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
TR0=1; //启动定时器0
P2=0;
int_time=0; //中断次数初始化
second=00; //秒初始化
while(1)
{
if(k_start==0)
{
while(1)
{
Read_voltage(); //将两个的电压读入到e_u ec_u
u_t=rule_process(e,ec,r); //输入参数为e ec 和r
work();
}
}
// DisplaySecond(u_t); //显示出应该输出的电机转动的时间
}
return 0;
}
void time0() interrupt 1 using 1
{
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