控制技術在電視中的應用

摘要電視機是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為視頻位移和聲頻的控制設備,它能夠在不涉及視頻信號路的情況下實現(xiàn)良好的傳播精度，并由于具有價格低廉、易于控制、無積累誤差等優(yōu)點,在民用、工業(yè)用的經(jīng)濟型數(shù)控定位系統(tǒng)中獲得了廣泛的應用,具有較高的實用價值。為了強調(diào)本論文的實用性及可行性，本文綜述了電視機的各種特性；說明了電視機的構造、工作原理及視頻采集；回顧了電視機在國內(nèi)外發(fā)展及應用的概況；分析了電視機的播放方法，給出控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案。關鍵詞：電視機；控制技術；應用研究

ABSTRACTTelevisionisakindofpulsesignalcanbeconvertedtomechanicalangulardisplacementorlineardisplacementcontrolofthemotor,itcaninthecaseofdoesnotinvolvecomplexfeedbacklooptoachievegoodlocationaccuracy,andbecauseoflowcost,easytocontrol,noaccumulatederror,etc,incivil,industrial,economicalncpositioningsystemobtainedthewidespreadapplication,hasthehighpracticalvalue.Inordertoemphasizethepracticabilityandfeasibilityofthispaper,thisarticlesummarizesthevariousfeaturesoftheTV;Illustratesthestructure,workingprincipleanddrivingoftheTV;ReviewedthedevelopmentsituationandapplicationoftheTVsetathomeandabroad;TVcontrolmethodareanalyzed,specificimplementationschemeofthecontrolsystemisgiven.Keywords:theTV;Controltechnology;Appliedresearch

目錄TOC\o"1-3"\h\u28486摘要 128137ABSTRACT 223230引言 425011第一章電視機的研究 534281.1電視機的發(fā)展 535391.2電視機的趨勢 629298第二章電視機的工作原理 83842.1電視機的結構 844822.2電視機的控制 1036272.3混合式電視機 1196222.4關鍵技術問題 1315572第三章基于電視機控制系統(tǒng) 1434693.1電視機數(shù)字化的控制 1428733.2控制技術電視機的結構 16269123.3控制技術電視機應用測試 175976第四章電視機的控制方法 1937994.1電視機的調(diào)頻方法 19215254.2升降頻方法及其實現(xiàn) 21109044.2.1升降頻方法 21307294.2.2軟件實現(xiàn) 234541結論 278125致謝 28215參考文獻 29引言1965年美國計算機專家查德創(chuàng)立了模糊集合論[1]，將模糊集合理論應用于工程實際，產(chǎn)生了模糊控制技術。模糊控制技術是以模糊數(shù)學為理論基礎的一門新興技術。模糊數(shù)學是描述模糊現(xiàn)象和處理模糊信息的數(shù)學方法[2]，它把模糊信息原來“是”或“非”的不確定性，轉(zhuǎn)換為“一定程度”的“是”或“非”的確定性，例如：“高與矮”、“厚與薄”、“冷與熱”、“年輕與不年輕”，這些非量化的模糊信息，在模糊數(shù)學中用一個叫隸屬度的基本要領來表述。對不同高矮、厚薄、冷熱及年輕的“程度”，給出不同的隸屬值，這樣便可用定量的數(shù)學方法來表述和處理模糊信息。模糊控制是應用模糊集合論的一種控制理論。模糊控制技術現(xiàn)在已經(jīng)被普遍應用于各個領域。在我國,步進電動機的研究始于1958年，當時只有清華大學,華中理工大學等少數(shù)高等院校在從事這項工作。60年代受蘇聯(lián)的影響，主要以數(shù)字磁阻式電視機為主。70年代我國研制快走絲數(shù)控線切割機、數(shù)控機床等數(shù)控設備的需求對電視機的發(fā)展起了很大的促進作用。當時受到蘇聯(lián)、日本等工業(yè)較發(fā)達國家的影響，國內(nèi)開始自行研制磁阻式電視機的系列產(chǎn)品。第一章電視機的研究1.1電視機的發(fā)展模糊控制技術，是一種能夠在容許定義的二值之間的模糊地帶，有選擇地正確執(zhí)行某一指令的技術，又稱模糊邏輯，它是智能控制的一個分支，它把人腦處理模糊概念的思維特點用數(shù)學方式表達出來，通過計算機去處理這些模糊數(shù)據(jù)，即給予量化。模糊控制技術是目前世界高新技術之一，它的突出優(yōu)點就是能較好地仿效和描述人的思維方式，總結和反映人的經(jīng)驗，對復雜事物和系統(tǒng)可進行模糊度量、模糊識別、模糊推理、模糊控制和模糊決策。目前有進一步與人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡相互結合的發(fā)展趨勢。隨著人類社會的發(fā)展，人類面臨的問題日益復雜，常規(guī)的自動控制要求數(shù)據(jù)高度精確，一旦出錯有可能導致整個系統(tǒng)失靈。而采用模糊邏輯控制，一處出錯即加以糾正，不會拖累全局，故系統(tǒng)穩(wěn)定、容錯性好。微處理器在采用模糊邏輯之后，其控制能力更接近人類的思維方式。在一些復雜系統(tǒng)，特別是系統(tǒng)存在定性的、不精確和不確定信息的情況下，模糊邏輯控制的效果優(yōu)于常規(guī)的控制。圖1模糊邏輯控制器的基本結構模糊控制是通過模仿人的思維方式來表示和分析不確定，不精確信息的方法，是一種精確解決不確定不精確信息的方法。模糊邏輯控制工作過程分為四個階段[1],如圖1所示。（1）模糊化輸入/輸出變量按各種分類被安排成不同的隸屬值。（2）知識庫模糊控制是基于規(guī)則的控制，規(guī)則起關鍵作用。它是模糊控制器的核心?？刂频膬?yōu)劣直接決定了整個系統(tǒng)的控制精度?？刂埔?guī)則的完整與合乎現(xiàn)實是構成模糊控制器知識庫的最終目標。模糊控制器的知識庫主要由控制規(guī)則構成。模糊規(guī)則的形成，是把有經(jīng)驗的操作人員或?qū)＜业目刂浦R和經(jīng)驗，制定成若干個模糊控制規(guī)則，并加以形式化數(shù)字處理以后存入電腦。根據(jù)模糊集合和模糊關系理論，對不同類型的模糊規(guī)則，可以采用不同的模糊推理方法。模糊規(guī)則的形成依靠人的直覺和經(jīng)驗，沒有成熟固定的設計過程和方法。（3）模糊推理輸入變量被加到一個“if…then”的控制規(guī)則的集合中，按各種控制規(guī)則進行推理，將結果合成在一起，產(chǎn)生一個“模糊推理輸出”集合。（4）去模糊化對模糊推理輸出進行解模糊判決，即在一個輸出范圍內(nèi)找到一個被認為最具有代表性的，可直接視頻采集控制裝置的，確切輸出控制值。模糊控制技術已滲透到經(jīng)濟社會和科學技術的各個領域，引起國際科技界、工程界和企業(yè)界廣泛的重視,也是目前高新技術領域研究和應用的熱點。模糊技術在電子工業(yè)，特別是模糊洗衣機、模糊空調(diào)器、模糊微波爐、模糊冰箱等家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應用，并已成熟起來[3]，從而打破了精確邏輯一統(tǒng)天下的歷史。但它在數(shù)字化電視機中的應用還處于發(fā)展階段。1.2電視機的趨勢公共通道：包括高頻調(diào)諧器、圖像中放電路、同步檢波器等電路，作用是對射頻電視信號進行選頻、放大、變頻、檢波等處理得到視頻全電視信號和伴音第二中頻信號。伴音通道：主要由伴音中放電路、鑒頻電路、輸出電路、揚聲器等組成，作用是將伴音第二中頻信號進行放大、鑒頻、功率放大后，形成音頻信號推動揚聲器重現(xiàn)聲音信息。亮度通道：主要由4.43MHz陷波器、亮度信號處理電路等組成，作用是從圖像視頻信號中分離出亮度信號，然后進行放大、校正、延遲、直流恢復等處理，形成黑白圖像的基本信號。色度解碼系統(tǒng)：主要由4.43MHz濾波器、色度信號處理電路、彩色副載波恢復電路、矩陣電路等組成，作用是從圖像視頻信號中分離出色度信號和色同步信號，經(jīng)處理后得到（R－Y）、（B－Y）、（G－Y）三個色差信號。亮度通道、色度通道、副載波恢復電路、解碼矩陣電路四大部分又稱為解碼器。顯像系統(tǒng)：作用是將三個色差信號和亮度信號混合后形成R、G、B三基色信號，送入彩色顯像管重現(xiàn)圖像信息。掃描系統(tǒng)：包括同分離電路、場掃描電路、行掃描電路等，作用是通過行、場掃描電路向行、場偏轉(zhuǎn)線圈提供幅度足夠、線性良好的鋸齒波輸出電流，使CRT完成電子掃描形成光柵。電源系統(tǒng)：功能就是向整機提供符合要求的各種電源，它主要由開關穩(wěn)壓電源、行FBT兩部分組成。控制系統(tǒng)：主要由微電腦控制器（CPU）、遙控電路等組成，作用是以微電腦為核心，實現(xiàn)對整機各部分正常工作的自動控制，并提供顯示信號以方便觀看者的調(diào)控。

第二章電視機的工作原理2.1電視機的結構彩色電視機的任務,是把天線接收下來的高頻彩色電視信號,通過一系列的放大、變換和解碼過程還原為三個基色圖像信號,最后在彩色顯像管的熒光屏上重現(xiàn)出原來彩色圖像,在揚聲器中還原出伴音。從信號處理的角度出發(fā),實際上,彩色電視的接收是對上節(jié)我們總結的彩色電視信號按其特點逐一分離的過程。伴音信號的分離方法及處理與黑白電視機相同。圖像信號各種成分的分離,首先是利用頻率分離的方法,將視頻低端的亮度信號、復合同步信號與高端的色度信號、色同步信號分開然后用幅度分離的方法,將復合同步信號和亮度信號分開,用時間分離的方法,將色度信號和色同步信號分開最后,再用頻率和相位雙重分離的方法,將色度信號中的兩個正交分量U、V信號分開,信號處理的過程要比黑白電視機復雜,因此,系統(tǒng)組成的方框圖也有所不同。彩色電視機天線接收到的射頻電視信號,首先通過VHF/UHF調(diào)諧器的射頻放大然后混頻,將它變換成中頻電視信號,其中圖像中頻為38MHz,通過聲表面波濾波器帶通、中頻放大器進一步篩選放大后,進入限幅、同步檢波器,從頻譜結構來看,它相當于把輸入信號載頻往低搬遷了38MHz,并將圖像與伴音頻譜復原。檢波器輸出的信號包括:0~6MHz的亮度信號,載頻為4.43MHz的色度信號以及載頻為6.5MHz的第二伴音中頻信號。伴音信號采用調(diào)頻方式,與圖像信號在頻域上是分開的,經(jīng)6.5MHz的帶通濾波器取出伴音信號,再通過伴音中放、鑒頻及功放至揚聲器,還原成聲音。同時,為防止伴音干擾圖像,采用6.5MHz的陷波器,將伴音信號去除得到彩色全電視信號。亮度通道主要由4.43MHz陷波器、輪廓校正、黑色電平箝位、亮度延時和視頻放大等電路組成。它的任務是將亮度信號Y從彩色全電視信號中分離出來,經(jīng)過放大和處理后,與色度通道解調(diào)出的色差信號R-Y、B-Y一起送給解碼矩陣電路,以求出基色信號R、G、B,分別激勵彩色顯像管的相應陰極而實現(xiàn)彩色的重現(xiàn)。目前工廠生產(chǎn)的彩色電視機大都是彩用自會聚彩色顯像管。而不需專門設置會聚電路。一般是從行輸出級和場輸出級引出行場電流加在會聚線圈上達到會聚校正的目的。在實際電路中一般是直流穩(wěn)壓電源僅供給掃描電路,而其它直流電源均由行輸出變壓器提供不同幅度的逆程脈沖電壓,經(jīng)過二極管整流得到。由于開關式穩(wěn)壓電源具有體積小,重量輕、效率高、調(diào)整范圍寬等優(yōu)點,所以,在彩色電視機中得到了廣泛的應用。圖2數(shù)字化彩色電視接收機信號經(jīng)模擬電路變換到圖像中頻，放大檢波后，一路全電視信號送給亮度、色度信號和同步分離電路的數(shù)字處理電路；另一路中的伴音中頻送入模擬伴音中頻放大，模擬鑒頻為音頻基帶信號，再送入數(shù)字化的伴音信號處理電路。數(shù)字化電視與模擬電視二者共同之處在于電視的圖像、伴音傳輸信號仍為模擬信號，它們的最大區(qū)別是信號處理方法不同,如圖3所示。圖3電視接收機信號處理流程磁阻式電視機通常也可稱為反應式電視機，其定轉(zhuǎn)子均采用齒狀結構，定子每個極上都繞有線圈，轉(zhuǎn)子則是由軟鐵材料制成的。其基本原理是繞組通電勵磁之后會產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩迫使轉(zhuǎn)子輸入到磁通路徑磁阻最小的位置。為了更好的說明磁阻式電視機的工作原理，圖2展示了簡化的數(shù)字反應式電視機，其定子上有八個極，轉(zhuǎn)子只有四個小齒，步距角為30°。當繞組1通電時，為了保持其磁通路徑磁阻最小，將產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩迫使X與之對齊；接著若繞組1斷電、繞組2通電，則轉(zhuǎn)子將順時針輸入使得Y與繞組2對齊保持磁通路徑磁阻最小。實際上的電視機可通過增加定子極數(shù)或者轉(zhuǎn)子的齒數(shù)來減少步距角，例如圖1所示的是四相反應式電視機的橫截面示意圖，其定子上有八個極，每個極上分布有5個小齒，轉(zhuǎn)子有50個小齒，步距角為1.8°。2.2電視機的控制如圖3所示，數(shù)字式電視機轉(zhuǎn)子為N極、S極相間的數(shù)字體，由于定子極沖制成爪型因而又名爪極式電視機。其基本工作原理是轉(zhuǎn)子上的數(shù)字體建立的磁場和定子繞組電流激勵的磁場相互作用，形成的同性相斥、異性相吸的電磁轉(zhuǎn)矩，當繞組勵磁產(chǎn)生的合磁場發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子也會跟著同步輸入起來。如圖4所示數(shù)字式電視機的定子是由繞滿漆包線的注塑骨架套在爪極板上構成的，當繞組通電勵磁后定子上爪極就會被磁化為N極或者S極，從而與轉(zhuǎn)子的N極和S極相互作用形成電磁轉(zhuǎn)矩。數(shù)字式電視機相對于反應式電視機來說，具有控制功率小、振動和噪音小的優(yōu)點，但是由于其定子極數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，且轉(zhuǎn)子數(shù)字體要制成NS密集相間的多對磁極比較困難，因而其步距角一般比較大。 2.3混合式電視機混合式電視機定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均為齒狀結構同反應式步進電動機結構非常相似，但是其轉(zhuǎn)子帶有永久磁鋼具備數(shù)字體的特性，所以混合式步進電動機可看作VR和PM兩種步進電動機的組合。圖6所示的混合式電視機的詳細的結構示意題圖，圖5則是兩相混合式電視機的實物解剖圖。從這兩個圖中可以看出混合式電視機的定子是多個帶有小齒且繞有線圈的極子構成的，這個可以說和反應式電視機是相同的，而轉(zhuǎn)子則是由左右兩邊帶有小齒的鐵芯以及中間的永久磁鋼構成，左右兩個鐵芯一邊呈現(xiàn)S極另一呈現(xiàn)N極且相互錯開1/2個小齒齒距以便形成跟數(shù)字式電視機類似的N、S相間磁極?；旌鲜诫娨暀C的基本工作原理和數(shù)字式電視機一樣，是靠繞組通電之后激勵的磁場與轉(zhuǎn)子固有的磁場進行同性相斥、異性相吸的相互作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩促使轉(zhuǎn)子輸入，當定子繞組激勵的合磁場發(fā)生旋轉(zhuǎn)時定子也同步旋轉(zhuǎn)。目前電視機主要以定子8極、轉(zhuǎn)子50齒的兩相混合式電視機和定子10極轉(zhuǎn)子50齒的五相混合電視機為主，圖7和圖8為各自的橫截面示意圖。2.4關鍵技術問題電視機由于的視頻采集控制簡單、無累積誤差等優(yōu)點，被廣泛應用于經(jīng)濟型的高分辨率數(shù)控定位系統(tǒng)當中。但是它存在著兩個明顯的固有缺點，一個是低速輸入時振動和噪音相對較大，另一個是當頻率突變過大時容易堵轉(zhuǎn)、丟步或者過沖，這兩個缺點對定位系統(tǒng)的精度會產(chǎn)生較大的影響。電視機作為一種機電一體化設備，電機本身固有的問題可通過視頻采集器或者控制器來彌補。采用細分視頻采集技術可以大大減少低速輸入時的振動和噪音，還可以起到減小步距角、提高分辨率、增大輸出視頻的效果；采用升降頻控制技術,則可以克服電視機高速起停時存在的堵轉(zhuǎn)、丟步或者過沖等問題，使電視機輸入得更加平穩(wěn)、定位更加精確。

第三章基于電視機控制系統(tǒng)3.1電視機數(shù)字化的控制在收看電視節(jié)目時，如果觀看距離遠，且房間明亮，應強調(diào)圖像輪廓的亮度；如果觀看距離近，且房間較暗，應強調(diào)圖像細節(jié)的表現(xiàn)力。于是人們希望在房間亮度和觀看距離等客觀條件變化時，能夠通過對亮度和對比度的控制來實現(xiàn)圖像層次感的控制，并通過改變清晰度來控制圖像的立體感。在大量實踐中，人們確認這樣一種電視圖像能夠使觀眾較長時間觀看而不產(chǎn)生視覺疲勞，同時又有合適的對比度感。然而這其中的“亮暗”、“遠近”，以及“層次對比”等卻是一個十分模糊的概念，什么樣算亮、暗，什么樣算遠、近的模糊性質(zhì)，是以往的精確控制無能為力的，對此，模糊控制技術卻可令人滿意。模糊控制技術運用在彩色電視機中的中央處理器時，便會建立I2C總線控制，使電視機智能化。目前彩色電視機的電腦模糊控制器已經(jīng)產(chǎn)生。采用模糊控制的彩色電視機，國外品牌有日本三洋C29ZS101型以及日本松下大屏幕新畫王系列，它們都設計了一種人工智能電路。它所采用的模糊AI技術主要包括動態(tài)清晰度、動態(tài)降噪、動態(tài)彩色噪聲控制、動態(tài)彩色、動態(tài)圖像的模糊圖像控制等6部分內(nèi)容。1995年8月，由我國航天總公司二院和北京牡丹電子集團公司協(xié)作研制的大屏幕模糊控制彩電樣機通過技術鑒定。廣東茂名地區(qū)的高州模糊控制技術集團公司開發(fā)并生產(chǎn)了FC-1D型彩色電視電腦模糊控制器[5]。在我國模糊控制技術應用于數(shù)字化電視的技術正處于發(fā)展階段。在對模糊控制技術和數(shù)字化電視研究的基礎上，現(xiàn)提出一種基于模糊控制技術的數(shù)字化電視方案。圖4模糊電視機模糊控制過程模糊電視機由電視機、傳感器、電腦三個基本部分組成。傳感器的作用相當于人的感覺器官，用來采集各種信息，并將這些信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入電腦。這里的電腦實際上是設計人員特制的一快芯片，里面存有根據(jù)傳感器輸出的電信號將影響平板畫質(zhì)的亮度、色度、對比度、清晰度、色溫等進行的數(shù)字分析的情況編輯地一套控制規(guī)則。當電腦接收到傳感器傳來的有關模糊信息后，形成模糊量指令，在運用模糊控制規(guī)則做出模糊決策，并向電視發(fā)出執(zhí)行控制的信息，最后完成整個智能化調(diào)節(jié)過程。圖5基于模糊控制技術的數(shù)字化電視方案基于模糊控制器的數(shù)字化電視方案如圖5所示，光電傳感器的作用是測量環(huán)境亮度并將其轉(zhuǎn)化成電信號。超聲波傳感器的作用是測距，判斷手持遙控器的人與電視機的距離，并將采來信息轉(zhuǎn)化成電信號。傳感器采樣信息輸入CPU，CPU的核心是模糊控制器，它是一種以模糊邏輯算法、模糊識別和模糊判決為核心的智能化系統(tǒng)。它通過硬件電路把環(huán)境參量采集下來，經(jīng)軟件和硬件系統(tǒng)快速處理后，對彩電圖像的亮度、對比度和音量進行自動調(diào)整，使觀眾獲得最佳視聽效果和節(jié)能效果。3.2控制技術電視機的結構變量約定如下：輸入：啟動按鈕SB1：I0.0方向選擇開關SA1：I0.1停止按鈕SB2：I0.2數(shù)字單三拍方式選擇SA2：I0.3數(shù)字雙三拍方式選擇SA3：I0.4數(shù)字單六拍方式選擇SA4：I0.5輸出：A相加電壓：Q0.0B相加電壓：Q0.1C相加電壓：Q0.2啟動指示燈：Q0.3數(shù)字單三拍接收方式：Q0.4數(shù)字雙三拍接收方式：Q0.5數(shù)字單六拍接收方式：Q0.6輸出數(shù)字顯示燈：Q0.7數(shù)字單三拍正向的時序圖如下圖所示：取樣前置低通取樣前置低通采樣量化譯碼+++低通模／數(shù)轉(zhuǎn)換器信道數(shù)／模轉(zhuǎn)換器3.3控制技術電視機應用測試1．使用定時器指令實現(xiàn)各種時序數(shù)字的要求：使用定器產(chǎn)生不同工作方式下的工作數(shù)字，然后按照控制開關狀態(tài)輸出到各相對應的輸出點控制電視機。例如：使用圖所示的程序可以產(chǎn)生所需要的數(shù)字：M0.0作為總控制狀態(tài)位，控制數(shù)字發(fā)生指令是否啟動。一旦啟動，采用T0、T1、T2以及它們的組合可以得到數(shù)字單三拍和數(shù)字雙三拍的兩種工作方式下，各相的數(shù)字信號。如T0的狀態(tài)為數(shù)字單三拍工作狀態(tài)下A相的數(shù)字。同理可使用類似程序得到數(shù)字單六拍時各相所需的數(shù)字信號。2．使用移位指令實現(xiàn)各相所需的數(shù)字信號。例如在MW10中進行移位，每次移位的時間為1秒鐘。如圖為數(shù)字單六拍正向時序流程圖，數(shù)字單三拍可利用相同的流程圖，從M11.1開始移位，每次移兩位，而數(shù)字雙三拍從M11.2開始，每次移兩位。在程序段1中，先產(chǎn)生周期為1秒鐘的數(shù)字信號，如圖所示：第四章電視機的控制方法本章節(jié)提出了電視機的幾種速度調(diào)節(jié)方法。數(shù)字頻率的調(diào)節(jié)采用軟件延時或硬件定時。升降頻采用直線升降法、指數(shù)曲線升降法或拋物線升降法。給出了數(shù)字頻率調(diào)節(jié)的實用程序，通過對電視機矩頻特性曲線的分析，得出了電視機的升頻表格，并提供了一個完整的軟件升降頻流程圖。幾種播放方法應用在多種數(shù)控機床上，提高了電視機的定位精度，改善了電機輸入的平穩(wěn)性，加速了電機的升降過程。4.1電視機的調(diào)頻方法（1）軟件延時：通過調(diào)用標準的延時子程序來實現(xiàn)。假定控制器基AT89S52單片機，晶振頻率為12MHz，那么可以編制一個標準的延時。子程序如下：

該子程序的入口為(0E)(0D)兩個字節(jié)，若需要20000us的延時，則給(0E)(0D)兩個字節(jié)賦值4E20H，即執(zhí)行下面程序：MOV0EH，#4EH；20000的十六進制碼為4E20。MOV0DH．#20HCALLDELAY；調(diào)用標準延時子程序DELAY。若要控制電視機走100步，每兩步之間延時20000s，則匯編程序為：MOV0FH，#100D；準備走100步。CONTI：CALLI_STEP；電機走一步(調(diào)用電機的數(shù)字分配子程序)MOV0EH，#4EH；20000的十六進制碼為4E20。MOV0DH，#20HCALLDELAY；相鄰步之間的延時(決定電機的轉(zhuǎn)速)。DJNZ0FH，CONTI；循環(huán)次數(shù)減1后，若不為0則繼續(xù)，循環(huán)100次。可以看出，采用軟件延時方法實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的優(yōu)點是程序簡單，思路清晰，不占用硬件資源。缺點是浪費CPU的寶貴時間，在控制設備輸入的過程中，CPU不能做其它事。硬件定時：假定控制器仍為AT89S52單片機，晶振頻率為12MHz，將AT89S52的TD作為定時器使用，設定T0工作在模式1(16位定時／計數(shù)器)。今要求它能定時地發(fā)出步進數(shù)字，其定時中斷產(chǎn)生的數(shù)字序列的周期(即電視機的數(shù)字間隔)假定為20000s，則可算出TD所對應的定時常數(shù)為B1E0H，CPU相應的程序如下：主程序：MOVTMOD，#01H；設T0取工作模式1。MOVTH0．#0B1H；裝入定時常數(shù)高8位。MOVTLO，#0E0H；裝入定時常數(shù)低8位。SETBTR0；啟動T0定時。SETBET0；允許T0中斷。SETBEA；允許CPU中斷。

$

；CPU等待T0的定時到。中斷服務程序：CLRET0;關T0中斷。CALLI_STEP；控制設備走一步(調(diào)用電機的數(shù)字分配子程序)。RETI；T0中斷返回。本例中，只要改變T0的定時常數(shù)，就可實現(xiàn)電視機的播放。這種方法既需要硬件(T0定時器)又需要軟件來確定數(shù)字序列的頻率，所以是一種軟硬件相結合的方法。它的缺點是占用了一個定時器。在比較復雜的控制系統(tǒng)中常采用定時中斷的方法，這樣可以提高CPU的利用率。4.2升降頻方法及其實現(xiàn)4.2.1升降頻方法當電視機的接收頻率低于它本身的起動頻率時，電視機可以用接收頻率直接起動，并以該頻率連續(xù)接收，需要停止的時候，可以從接收頻率直接降到零速。此時，電機接收于恒速狀態(tài)，無需升降頻控制。當電視機的接收頻率fb>fa(fa為電視機有載起動時的起動頻率)時，若直接用fb起動，由于頻率太高，電視機會丟步，甚至產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。同樣，在fb頻率下突然停止，電視機會超程。因此，當要求電視機在接收頻率．fb下正常工作時，就需要采用升降頻控制，以使電視機從啟動頻率fa開始，逐漸加速升到接收頻率fb，然后進入勻速接收，最后的降頻可以看作是升頻的逆過程。電視機常用的升降頻控制方法有3種：(1)直線升降頻。如圖1所示。這種方法是以恒定的加速度進行升降，平穩(wěn)性好，適用于速度變化較大的快速定位方式。加速時間雖然長，但軟件實現(xiàn)比較簡單。fbfbf/HzfaΔtt/s指數(shù)曲線升降頻。如圖2所示，這種方法是從電視機的矩頻特性出發(fā)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩隨頻率的變化規(guī)律推導出來的。它符合電視機加減速過程的運動規(guī)律，能充分利用電視機的有效轉(zhuǎn)矩，快速響應性能較好，升降時間短。指數(shù)升降控制具有較強的跟蹤能力，但當速度變化較大時平衡性較差，一般適用于跟蹤響應要求較高的切削加工中。f/Hzf/Hzfbfat/s圖2指數(shù)曲線升降頻拋物線升降頻。如圖3所示，拋物線升降頻將直線升降頻和指數(shù)曲線升降頻融為一體，充分利用電視機低速時的有效轉(zhuǎn)矩，使升降速的時間大大縮短，同時又具有較強的跟蹤能力，這是一種比較好的方法。f/hzff/hzfbfat/s4.2.2軟件實現(xiàn)電視機在升降頻過程中，數(shù)字序列的產(chǎn)生，即兩個數(shù)字時間間隔的軟件確定，有2種方法：(1)遞增／遞減一定值。如線性升降頻，兩數(shù)字頻率的差值Δf=|fi-fi-1|是相等的，其對應的時間增量Δf也是相等。時間的計算若采用軟件延時的方法，可先設置一個基本的延時單元Te，不同頻率的數(shù)字序列可由Te的不同倍數(shù)產(chǎn)生。設起動時所用頻率對應的時間常數(shù)為tNe以后逐次遞減Δt(設Δt=tM)，直到等于接收頻率所對應的時間(tRe)為止。這種方法編程簡單，節(jié)省內(nèi)存。時間計算也可采用定時中斷的方法，可將定時常數(shù)逐次遞增／遞減一定值，實現(xiàn)升降頻控制。因其定時不是連續(xù)的，所以升降速曲線不是一條直線，而是折線，但可近似看成直線。(2)查表法。為了對電視機實現(xiàn)最佳升降頻控制，縮短電機的升降頻時間，可從電視機矩頻特性出發(fā)進行分析。由電視機的矩頻特性(見圖4，130BC3100A電機)可知，轉(zhuǎn)矩M是頻率f的函數(shù)(即角加速度dω/dt=M(f)／J，J為電機的輸入慣量)，它隨著f的上升而下降，所以它呈軟的特性。當頻率較低時，轉(zhuǎn)矩M較大，對應的角加速度dω/dt也較大，所以升頻的數(shù)字頻率增加率df／dt應取得大一些；當頻率較高時，較小，dω/dt也較小，此時，升頻的數(shù)字頻率增加率df／dt應取小一些，否則，會由于無足夠的轉(zhuǎn)矩而失步。因此，根據(jù)電視機的矩頻特性，可以看出：在電視機的升頻過程中，應遵循“先快后慢”的原則。按此要求，從開始升頻到升至fb之間，按最佳升頻要求的頻率取出f1，f2，f3，……，fn并將它們所對應的數(shù)字間隔時間t1，t2，……，tn，依次存于內(nèi)存的一個數(shù)據(jù)區(qū)，如表1所示(稱階梯頻率表)。303020100M/N·m481216f/Hz圖4電視機的矩頻特性曲線表1階梯頻率表序號頻率（時間）備注K1Fa(ta)最低頻率K1+1F1(t2)升降↑↓頻頻K1+2F2(t2)……K1+nFn(tn)最高頻率考慮到電視機的慣性作用。在升速過程中，如果速率變化太大，電機響應將跟不上頻率的變化，出現(xiàn)失步現(xiàn)象。因此，每改變一次頻率，要求電機持續(xù)接收一定步數(shù)(稱階梯步長)，使電視機慢慢適應變化的頻率，從而進入穩(wěn)定的接收狀態(tài)。根據(jù)最佳升降頻控制規(guī)律，可推出電視機的“頻率-步長”關系曲線如圖5所示。f/Hzf/HzfbfifaLjL/步數(shù)

這樣，升頻時除需將階梯頻率表存于內(nèi)存的一個數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)外，還需建立另一個數(shù)據(jù)區(qū)，用來存放階梯步長(如表2所示)。在升頻過程中，可用查表的方法，分別得到fi=(ti)和所對應的△Li，實現(xiàn)升降頻控制。軟件上的具體做法是：將fi(ti)和△Li在EPROM中交替存放(如表3所示)，程序執(zhí)行時按順序取數(shù)，每次取出一個頻率和該頻率對應的步長。表2階梯步長表序號步長（數(shù)字）K2ΔLaK2+1ΔL1K2+2ΔL2……K2+nΔLn表3頻率-步長表Kfn(ta)K+1ΔLaK+2f1(t1)K+3ΔL1K+4f2(t2)K+5ΔL2……結論當前，模糊控制技術還處在發(fā)展階段，有待進一步完善。但可以相信，它是一項新興的高新技術，有著誘人的發(fā)展前景和廣闊的應用天地。事實表明，未來的數(shù)字電視，必須建立在高度發(fā)展的數(shù)字編碼壓縮、模糊邏輯控制、衛(wèi)星有線以及計算機網(wǎng)絡傳輸?shù)雀咝录夹g的系統(tǒng)工程上，這是一場技術革命。模糊控制的數(shù)字電視的推廣應用是新型彩電更新?lián)Q代的標志。電視機是一種將電數(shù)字轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)字電機，在經(jīng)濟型數(shù)控機床及自動化設備中應用廣泛?？刂齐娨暀C的輸入需要3個要素：方向、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。對于含有硬件的視頻采集電源，方向取決于控制器送出的方向電平的高或低。轉(zhuǎn)角取決于控制器