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测试技术论文
基于模糊控制的水温自动调节器
摘要：温度传感器及有关电路将温度转化为电脉冲的脉宽，单片机将测得的脉冲宽度的
值转化为与之对应的温度值。与设定的温度相比较后，以温度偏差及其变化量为输入、
加热量为输出，通过模糊控制算法，就可达到水温自动调节的目的。对任意温度对应的
脉宽还可进行自动测量，并加以显示。
关键词：AT89C2051 单片机 模糊控制 温度 电热水器
模糊控制比传统的PID等控制方法，在强时变、大时滞、非线性系统中的控制效果有着
明显的优势。将模糊控制技术应用于家电产品在国外已是很普遍的现象。单片机是家用
电器常用的控制器件，把二者结合起来，可使控制器的性能指标达到最优的目的。基于
模糊控制技术的单片机控制的电热水器，是对传统的电热水器开关控制的改造，具有达
到设定温度的时间短、稳态温度波动小、反应灵敏、抗干扰能力强、节省电能等优点。
1 硬件电路总体设计
电热水器水温自动调节器以AT89C2051单片机为核心，由多谐振荡器电路、温度设定电
路、单片机。设定温度显示电路、控制信号隔离输出电路等几部分组成，结构框图如图
1所示。
①多谐振荡电路。由G1、G2、G3、G4、Rt、Rs、C组成，具体电路如图2。其中Rt是具有
负温度系数的热敏电阻（0～100℃时，阻值在3～1kΩ之间变化），是本电路中的温度传感
器，用环氧树胶涂于其外表后置于热水中。Rs是限流电阻，限值很小，只有100Ω。非门
采用TTL门74LS04电路，振荡周期T≈2.2RtC，脉宽为1.1RtC。可见，脉宽与Rt有一一对应
关系，因此，温度与脉宽也就有一一对应关系。
②AT89C2051单片机。本控制器的核心，模糊控制就是用它控制软件来实现的。
③温度设定电路。通过一个按键产生脉冲从INT1输入单片机来调节水温的设定值。
④设定温度显示电路。单片机将设
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