自從Zadeh發(fā)展出模糊數(shù)學(xué)之后，對(duì)于不明確系統(tǒng)的控制有極大的貢獻(xiàn)，自七十年代以后，便有一些實(shí)用的模糊控制器相繼的完成，使得我們?cè)诳刂祁I(lǐng)域中又向前邁進(jìn)了一大步，特別是關(guān)于此理論的實(shí)用研究方面?，F(xiàn)在利用模糊邏輯善于表達(dá)界限不清晰的定性知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，它借助于隸屬度函數(shù)概念，區(qū)分模糊集合，處理模糊關(guān)系，模擬人腦實(shí)施規(guī)則型推理，解決因“排中律”的邏輯破缺產(chǎn)生的種種不確定問題 。使得科技正在日益增長(zhǎng)，這不僅僅包括和高技術(shù)應(yīng)用，而且特別是在消費(fèi)類產(chǎn)品中應(yīng)用增長(zhǎng)更快。

　　模糊邏輯是指模仿人腦的不確定性概念判斷、推理思維方式，對(duì)于模型未知或不能確定的描述系統(tǒng)，以及強(qiáng)非線性、大滯后的控制對(duì)象，應(yīng)用模糊集合和模糊規(guī)則進(jìn)行推理，表達(dá)過渡性界限或定性知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，模擬人腦方式，實(shí)行模糊綜合判斷，推理解決常規(guī)方法難于對(duì)付的規(guī)則型模糊信息問題。

　　模糊控制是目前在控制領(lǐng)域所采用的三種智能控制方法中實(shí)際意義的方。模糊控制的采用解決了大量過去人們無法解決的問題，并且在工業(yè)控制、家用電器和各個(gè)領(lǐng)域已取得了令人觸目的成效。用單片微型機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊控制的技術(shù)和方法，模糊控制在家用電器和工業(yè)上應(yīng)用的實(shí)際例子；反映了模糊控制目前的水平。

　　由于靈活性和合成性方面有某種限制因素導(dǎo)致VLSI設(shè)計(jì)人員想到用專用器件實(shí)現(xiàn)模糊計(jì)算。確實(shí)，已有了模糊協(xié)處理器，它們與標(biāo)準(zhǔn)微處理器結(jié)合提高了計(jì)算和控制性能。然而，這種器件在很多情況下不是一種經(jīng)濟(jì)方案，因?yàn)樗鼈冃枰獌蓚€(gè)“貴重的”元件外加一些接口邏輯。

　　因此，實(shí)現(xiàn)模糊邏輯基控制系統(tǒng)的正確方法是用專用器件，這種專用器件具有模糊計(jì)算能力、標(biāo)準(zhǔn)微控制器特性、“傳統(tǒng)”布爾計(jì)算能力、I/O單元和片上外設(shè)。這就是STMicroelectronics公司提出的ST52家族元件方案。

　　ST52x420Dualogic TM 微控制器

　　“DualogicTM”一詞的意思是器件具有布爾和模糊兩種計(jì)算功能。為此，它提供微控制器標(biāo)準(zhǔn)的指令系統(tǒng)：送數(shù)、加、減、乘、除、邏輯AND、邏輯OR、位方式移位、無條件和條件轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用、控制指令。模糊計(jì)算單元是在程序開始模糊指令部分時(shí)傳遞控制的輔助結(jié)構(gòu)。這樣的模糊指令部分可在程序中使用多次，；而且用幾個(gè)模糊計(jì)算塊不僅僅為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，也可實(shí)現(xiàn)其他功能（如“虛擬傳感器”或自適應(yīng)控制）。對(duì)于這種應(yīng)用，傳統(tǒng)的微控制器的功能是選擇哪種控制來執(zhí)行，而模糊功能去實(shí)現(xiàn)它。

　　除了上述功能外，為了執(zhí)行控制，它還具有從傳感器或從其他器件采集數(shù)據(jù)的外設(shè)。實(shí)際上，ST52x420配備有8通道8位A/D變換器、23條可配置I/O引腳、看門狗定時(shí)器、3個(gè)PWM/定時(shí)器（帶16位預(yù)定標(biāo)計(jì)數(shù)器的8位“自動(dòng)重新輸入”計(jì)數(shù)器）。通過外部引腳可以驅(qū)動(dòng)其中一個(gè)PWM/定時(shí)器，以便獲得像事件計(jì)數(shù)器、輸入捕獲和輸出比較這樣的功能。所有PWM/定時(shí)器可產(chǎn)生定時(shí)器和PWM中 的波形。為了控制PWM模式中3相全橋驅(qū)動(dòng)器，有單獨(dú)的引腳提供負(fù)向波形。

　　FUZZYSTUDIO TM 4

　　無論如何，一個(gè)好的低成本元件對(duì)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用是不夠的。事實(shí)上，產(chǎn)品的上市時(shí)間是基本法則，這意味著為了縮短應(yīng)用設(shè)計(jì)的時(shí)間（從而降低成本），需要強(qiáng)有力的和易于使用的開發(fā)工具。為了滿足這種要求，STMicroelectronics公司提供ST52家族開發(fā)系統(tǒng)FUZZYSTUDIOTM4，為低檔微控制器編程提供新設(shè)計(jì)方法。這種方法稱之為“視覺方法”，為器件編程提供快速、簡(jiǎn)單的方法，不需要用匯編程序，從而縮短了開發(fā)時(shí)間和降低了成本。用戶接口是某些“奇才（Wizards）”構(gòu)圖成的簡(jiǎn)單直觀圖像支持和編輯環(huán)境。

　　由設(shè)計(jì)人員對(duì)微控制器進(jìn)行編程的主要操作如下：

　　·器件和外設(shè)配置

　　·變量定義和初始化

　　·主程序定義

　　·用戶的流程定義

　　·中斷服務(wù)子程序定義

　　FUZZYSTUDIOTM4執(zhí)行上述操作借助于目標(biāo)視窗，目標(biāo)視窗包含進(jìn)入開發(fā)編程操作環(huán)境的樹形視圖。雙擊“Peripheral”項(xiàng)，便可進(jìn)入外設(shè)配置環(huán)境。借助能提供外設(shè)性能指標(biāo)的參數(shù)表就能執(zhí)行這種操作，而不用寫任何代碼行，僅僅用鼠標(biāo)點(diǎn)擊引導(dǎo)選擇就行。應(yīng)考慮到，為了配置外設(shè)必須編程幾個(gè)寄存器的每一位，連續(xù)地保持?jǐn)?shù)據(jù)表在視野之下。用新的方法，不僅僅能較快地得到配置，而且也能避免編程不允許配置的錯(cuò)誤差。在編譯期間自動(dòng)生成相應(yīng)的代碼。

　　雙擊“Variables”項(xiàng)便進(jìn)入變量定義和初始化視窗。此操作與“寄存器文件”中通用寄存器的一個(gè)符號(hào)名稱有關(guān)，另外，可以定義變量類型?？捎玫淖兞款愋褪恰癇yte”，"Signed Byte"“Word”，“Signed Word”。根據(jù)變量類型，編譯程序把指令編譯為處理符號(hào)和16位變量類型的一種方式。符號(hào)變量類所采用的變換不是傳統(tǒng)的二進(jìn)制補(bǔ)碼，而是基于128的數(shù)據(jù)移動(dòng)，在這種方式中，當(dāng)寄存器值為0時(shí)變量值是-128，當(dāng)寄存器值為128時(shí)變量值是0，當(dāng)寄存器值為255時(shí)變量值是127。在Signed Word類型中加128到有效字節(jié)。采用這種變換的原因是：在執(zhí)行控制時(shí)它具有某些優(yōu)點(diǎn)、用ST52家族指令系統(tǒng)容易處理。雙擊“Table”項(xiàng)打開視窗以便定義常數(shù)和數(shù)據(jù)表（或查找表），數(shù)據(jù)表做為常數(shù)向量處理。

　　FUZZYSTUDIOTM4開發(fā)系統(tǒng)重要的特性之一是程序編輯?？山柚ミB功能單元組成的框圖定義編寫程序。微控制器的每一功能對(duì)應(yīng)于一個(gè)功能單元。功能如下：

　　·算術(shù)和邏輯編程（運(yùn)算單元）

　　·模糊系統(tǒng)定義（模糊單元）

　　·修正程序流程的條件結(jié)構(gòu)（條件單元）

　　·外設(shè)使能/禁止（外設(shè)單元）

　　·程序調(diào)用（調(diào)用單元）

　　·與外設(shè)和I/O數(shù)據(jù)交換（發(fā)送和接收單元）

　　·中斷設(shè)置（中斷屏蔽和中斷優(yōu)先單元）

　　·中斷等待和暫停（等待和暫停單元）

　　·低級(jí)編程（匯編單元）

　　每個(gè)單元與一個(gè)相配的編輯相關(guān)，雙擊單元便可選取。運(yùn)算單元編輯是一個(gè)簡(jiǎn)單的文本編輯，它能寫算術(shù)和邏輯指令、控制指令（如IF，WHILE，F(xiàn)OR）和借助存在精密外設(shè)寄存器中的預(yù)定義變量與外設(shè)相互聯(lián)系。所用語法與“C”語言相同。條件單元用簡(jiǎn)單的編輯單元來插入條件以修正程序的邏輯流程。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊檢查單元編程外設(shè)所執(zhí)行的功能，在處理外設(shè)單元時(shí)檢查單元能確定所選外設(shè)是否使能、停止或復(fù)位。以同樣的方式使能或禁止每個(gè)中斷。與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換（例如定時(shí)計(jì)數(shù)器初始化或并行端口數(shù)據(jù)讀）用選擇器件列表中的目標(biāo)/源器件和變量列表中的源/目標(biāo)變量來執(zhí)行。

　　重要的編輯是模糊系統(tǒng)編輯，它能開發(fā)模糊邏輯的圖像和“視覺”編程能力。級(jí)編輯用于定義模糊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以建立輸入和輸出變量數(shù)及其特性和與程序全局變量的聯(lián)系。每一個(gè)圖標(biāo)代表一個(gè)模糊變量：雙擊它便開放Member ship Function編輯；它完全是圖形化的，這便于進(jìn)行設(shè)計(jì)和用簡(jiǎn)便快速點(diǎn)擊鼠標(biāo)修改函數(shù)形狀（三角形和梯形）。此外，在模糊系統(tǒng)圖中包括表示模糊規(guī)則單元的圖標(biāo)。雙擊它便進(jìn)入Rule Editor，用人機(jī)對(duì)話工具可快速確定模糊規(guī)則，這可避免可能的語法或鍵入錯(cuò)誤。此工具插入規(guī)則的關(guān)鍵詞以及模糊變量的名稱和隸屬函數(shù)?？捎玫牧斜砗褪鼓苕I只是語句和語義上容許的。

　　完成程序后，執(zhí)行編譯步驟，生成具有不同格式的碼文件。種格式用類似于'C'正本語言的FSCode表示，它代表程序，而且用框圖描述。從這種文件產(chǎn)生ST52匯編程序碼。產(chǎn)生存入器件存儲(chǔ)器的二進(jìn)制碼。借助FUZZYSTUDIOTM4所含的芯片編程功能執(zhí)行輸入步驟，通過計(jì)算機(jī)并行端口在套件所含編程板上執(zhí)行數(shù)據(jù)。

　　在應(yīng)用的實(shí)際實(shí)現(xiàn)前，應(yīng)該用調(diào)試程序來測(cè)試程序和器件性能。調(diào)試程序能執(zhí)行整個(gè)芯片仿真，包括中斷和外設(shè)，借助變量“觀測(cè)（watch）”和信號(hào)及程序變量的圖像瞬時(shí)圖提供仿真數(shù)據(jù)。為了便于調(diào)試，程序也可被逐條指令地檢查。另外，它也提供某些典型的調(diào)試程序性能。

　　新器件和開發(fā)系統(tǒng)

　　ST52x420 器件是ST52模糊微控制器家族（ST52x301是第1個(gè)型號(hào)）的一個(gè)型號(hào)。新器件ST52x430的樣品已生產(chǎn)出，它具有雙倍的存儲(chǔ)器容量（256RAM存儲(chǔ)單元代替128存儲(chǔ)單元，程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展到8K字節(jié)）。實(shí)現(xiàn)UART協(xié)議的SCI（串行通信接口）已增添到已有外設(shè)中。

　　對(duì)模糊理論在微處理器保護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，研究了利用模糊邏輯與模糊式識(shí)別的理論改變微處理器的方法。仿真結(jié)果表明，將模糊理論引入了微處理器保護(hù)領(lǐng)域，能夠克服 系統(tǒng)保護(hù)中的某些不足，改善微處理器保護(hù)的性能，使保護(hù)的動(dòng)作速度與選擇性得到的的配合。

　　中國(guó)市場(chǎng)半導(dǎo)體部分的增長(zhǎng)率是世界其它地區(qū)的兩倍，其年復(fù)合增長(zhǎng)率超過20%。受到這些市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)人員正尋求在用專用器件實(shí)現(xiàn)模糊計(jì)算，而對(duì)于靈活性和合成性方面需求將進(jìn)一步促進(jìn)IGBT和MOSFET技術(shù)的發(fā)展。