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標題: PID溫度控制系統源序程序 [打印本頁]
作者: dzdiy    時間: 2015-4-12 02:29
標題: PID溫度控制系統源序程序
       溫度控制電子小制作， 要想得到比較好的控制效果，本介紹的PID溫度控制系統源序程序，是你不錯的參考實例。PID是比例,積分,微分的縮寫, 比例調節(jié)作用：是按比例反應系 統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節(jié)立即產生調節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩(wěn)定性下降,甚至 造成系統的不穩(wěn)定。積分調節(jié)作用：是使系統消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。因為有誤差,積分調節(jié)就進行,直至無差,積分調節(jié)停止,積分調節(jié)輸出一常值。積分作 用的強弱取決與積分時間常數Ti,Ti越小,積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱,加入積分調節(jié)可使系統穩(wěn)定性下降,動態(tài)響應變慢。積分作用常與另兩 種調節(jié)規(guī)律結合,組成PI調節(jié)器或PID調節(jié)器。微分調節(jié)作用：微分作用反映系統偏差信號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,因此能產生超前的 控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節(jié)作用消除。因此,可以改善系統的動態(tài)性能。在微分時間選擇合適情況下,可以減少超調,減少調節(jié)時間。微分作 用對噪聲干擾有放大作用,因此過強的加微分調節(jié),對系統抗干擾不利。此外,微分反應的是變化率,而當輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。微分作用不能單獨 使用,需要與另外兩種調節(jié)規(guī)律相結合,組成PD或PID控制器。



源程序：
  1. /***********************************************************************
  2.                      PID溫度控制程序
  3.     程序說明：
  4.    系統上電后顯示 “--溫度”
  5.    表示需要先設定溫度才開始進行溫度檢測
  6.    溫度設定完畢后程序才開始進行PID溫控
  7. ***********************************************************************/
  8. #include <reg52.h>
  9. #include <absacc.h>
  10. #include"DS18B20.H"
  11. #include"PID.H"
  12. #define uchar unsigned char
  13. #define uint unsigned int
  14. unsigned char code tab[]=
  15. {
  16.     0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xBF
  17. }
  18. ;
  19. /*個位0~9的數碼管段碼*/
  20. unsigned char code sao[]=
  21. {
  22.     0x7f,0xbf,0xdf,0xef
  23. }
  24. ;
  25. //掃描碼
  26. uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化為30° keyflag為進入溫度設定的標志位
  27. //4個按鍵使用說明
  28. sbit key_out=P1^0 ; //用于溫度設定后的退出
  29. sbit key_up=P1^1 ; //設定溫度加
  30. sbit key_down=P1^2 ; //設定溫度減
  31. sbit key_in=P1^3 ; //在程序的運行中如需要重新設定溫度 按下此鍵才能進入設置模式并且此時是停在溫度控制的,按下key_out鍵后才表示設定完畢
  32. void Show_key();
  33. /***********************************************************/
  34. void delays(unsigned char k)
  35. {
  36.     unsigned char i,j ;
  37.     for(i=0;i<k;i++)
  38.     for(j=0;j<50;j++);
  39. }
  40. /*********************************************************
  41. //數碼管顯示函數
  42. P0口 作為數據口
  43. P2口的低四位作為掃描口

  45. 變量 x表示掃描
  46. d表示是否要加小數點 為1是 為0不加
  47. y表示傳遞的數值
  48. *********************************************************/
  49. LCD_disp_char(uchar x,bit d,uchar y)
  50. {
  51.     P2=0XFF ;
  52.     P0=0xFF ;
  53.     if(d==0)
  54.     P0=tab[y];
  55.     else
  56.     P0=tab[y]&0x7f ; //與上0x7f表示是否要加小數點
  57.     P2=sao[x]; //打開掃描端號
  58.    
  59. }
  60. /*********************************************************
  61. 按鍵掃描
  62. *********************************************************/

  64. void keyscan(void)
  65. {
  66.     if(key_in==0) //按鍵進入函數
  67.     {
  68.         delays(10);    //延時消抖 (以下同)
  69.         if(key_in==0)
  70.         {
  71.             while(key_in==0)
  72.             {
  73.                 Show_key(); //如果一直按著鍵不放 就一直顯示在當前狀態(tài) (以下同)
  74.             }
  75.             keyflag=1 ; //按鍵標志位
  76.         }
  77.     }
  78.     /***********************/
  79.     if(key_out==0)   //按鍵退出
  80.     {
  81.         delays(10);
  82.         if(key_out==0)
  83.         {
  84.             while(key_out==0)
  85.             {
  86.                 Show_key();
  87.             }
  88.             keyflag=0 ;
  89.             set_temper=set ;
  90.         }
  91.     }
  92.     /*************************/
  93.     if(key_up==0)   //設定溫度的加
  94.     {
  95.         delays(10);
  96.         if(key_up==0)
  97.         {
  98.             while(key_up==0)
  99.             {
  100.                 Show_key();
  101.             }
  102.             if(keyflag==1)
  103.             {
  104.                 set++;
  105.                 if(set>90) //如果大于90°就不在加
  106.                 set=90 ;
  107.             }
  108.         }
  109.     }
  110.     /*************************/
  111.     if(key_down==0)   //溫度設定的減
  112.     {
  113.         delays(10);
  114.         if(key_down==0)
  115.         {
  116.             while(key_down==0)
  117.             {
  118.                 Show_key();
  119.             }
  120.             if(keyflag==1)
  121.             {
  122.                 set--;
  123.                 if(set<30) //溫度減到30°時不在往下減
  124.                 set=30 ;
  125.             }
  126.         }
  127.     }
  128. }
  129. /*********************************************************************
  130. 按鍵按下時的顯示函數
  131. ***********************************************************************/
  132. void Show_key()   
  133. {
  134.     output=1 ;
  135.     LCD_disp_char(3,0,10); //顯示 -
  136.     delays(3);
  137.     LCD_disp_char(2,0,10); //顯示- (表示溫度設定 )
  138.     delays(3);
  139.     LCD_disp_char(1,0,set/10); //顯示溫度十位
  140.     delays(3);
  141.     LCD_disp_char(0,0,set%10); //顯示溫度個位
  142.     delays(3);
  143. }
  144. /*****************************************************************/
  145. void main()
  146. {
  147.     unsigned int tmp ;//聲明溫度中間變量   
  148.     unsigned char counter=0 ;
  149.     PIDBEGIN(); //PID參數的初始化
  150.     output=1 ; //關閉繼電器輸出
  151.     while(1)
  152.     {
  153.         keyscan();
  154.         if(keyflag)
  155.         {
  156.             Show_key(); //顯示溫度設定
  157.         }
  158.         else
  159.         {
  160.             if(counter--==0)
  161.             {
  162.                 tmp=ReadTemperature();//每隔一段時間讀取溫度值
  163.                 counter=20 ;
  164.             }
  165.             LCD_disp_char(3,0,tmp/1000);   //顯示溫度十位
  166.             delays(3);
  167.             LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //顯示溫度個位
  168.             //顯示小數點
  169.             delays(3);
  170.             LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //顯示溫度小數后一位
  171.             delays(3);
  172.             LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//顯示溫度小數后二位
  173.             delays(3);
  174.             P2=0XFF ;
  175.             P0=0xff ;
  176.             compare_temper(); //比較溫度
  177.             
  178.             
  179.         }
  180.     }
  181. }

  183. /**********************************************************************************************************************************************/
復制代碼

另外一個文件：
  1. //PID算法溫控C語言2008-08-17 18:58
  2. #ifndef _PID_H__
  3. #define _PID_H__

  5. #include<intrins.h>
  6. #include<math.h>
  7. #include<string.h>
  8. struct PID
  9. {
  10.     unsigned int SetPoint ;
  11.     // 設定目標 Desired Value
  12.     unsigned int Proportion ;
  13.     // 比例常數 Proportional Const
  14.     unsigned int Integral ;
  15.     // 積分常數 Integral Const
  16.     unsigned int Derivative ;
  17.     // 微分常數 Derivative Const
  18.     unsigned int LastError ;
  19.     // Error[-1]
  20.     unsigned int PrevError ;
  21.     // Error[-2]
  22.     unsigned int SumError ;
  23.     // Sums of Errors
  24. }
  25. ;
  26. struct PID spid ;
  27. // PID Control Structure
  28. unsigned int rout ;
  29. // PID Response (Output)
  30. unsigned int rin ;
  31. // PID Feedback (Input)


  34. sbit output=P1^4;
  35. unsigned char high_time,low_time,count=0 ;
  36. //占空比調節(jié)參數
  37. unsigned char set_temper ;

  39. void PIDInit(struct PID*pp)
  40. {
  41.     memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID參數初始化全部設置為0
  42. }

  44. unsigned int PIDCalc(struct PID*pp,unsigned int NextPoint)
  45. {
  46.     unsigned int dError,Error ;
  47.     Error=pp->SetPoint-NextPoint ;
  48.     // 偏差
  49.     pp->SumError+=Error ;
  50.     // 積分
  51.     dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
  52.     // 當前微分
  53.     pp->PrevError=pp->LastError ;
  54.     pp->LastError=Error ;
  55.     //比例
  56.     //積分項
  57.     return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
  58.     // 微分項
  59. }

  61. /***********************************************************
  62. 溫度比較處理子程序
  63. ***********************************************************/
  64. void compare_temper()
  65. {
  66.     unsigned char i ;
  67.     //EA=0;
  68.     if(set_temper>temper)
  69.     {
  70.         if(set_temper-temper>1)
  71.         {
  72.             high_time=100 ; //大于1°不進行PID運算
  73.             low_time=0 ;
  74.         }
  75.         else
  76.         {   //在1°范圍內進行PID運算
  77.             for(i=0;i<10;i++)
  78.             {
  79.                 //get_temper();
  80.                 rin=s;
  81.                 // Read Input
  82.                 rout=PIDCalc(&spid,rin); //執(zhí)行PID運算
  83.                 // Perform PID Interation
  84.             }
  85.             if(high_time<=100) //限制最大值
  86.             high_time=(unsigned char)(rout/800);
  87.             else
  88.             high_time=100;
  89.             low_time=(100-high_time);
  90.         }
  91.     }
  92. /****************************************/
  93.     else if(set_temper<=temper) //當實際溫度大于設置溫度時
  94.     {
  95.         if(temper-set_temper>0)//如果實際溫度大于設定溫度
  96.         {
  97.             high_time=0 ;
  98.             low_time=100 ;
  99.         }
  100.         else
  101.         {
  102.             for(i=0;i<10;i++)
  103.             {
  104.                 //get_temper();
  105.                 rin=s ;
  106.                 // Read Input
  107.                 rout=PIDCalc(&spid,rin);
  108.                 // Perform PID Interation
  109.             }
  110.             if(high_time<100) //此變量是無符號字符型
  111.             high_time=(unsigned char)(rout/10000);
  112.             else
  113.             high_time=0 ;//限制不輸出負值
  114.             low_time=(100-high_time);
  115.             //EA=1;
  116.         }
  117.     }
  118. }


  121. /*****************************************************
  122. T0中斷服務子程序，用于控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
  123. ******************************************************/
  124. void serve_T0()interrupt 1 using 1
  125. {
  126.     if(++count<=(high_time))
  127.          output=0 ;
  128.     else if(count<=100)
  129.     {
  130.         output=1 ;
  131.     }
  132.     else
  133.     count=0 ;
  134.     TH0=0x2f ;
  135.     TL0=0xe0 ;
  136. }

  138. void PIDBEGIN()
  139. {
  140.    
  141.     TMOD=0x01 ;
  142.     TH0=0x2f ;
  143.     TL0=0x40 ;
  144.    
  145.     EA=1 ;
  146.     ET0=1 ;
  147.     TR0=1 ;
  148.    
  149.     high_time=50 ;
  150.     low_time=50 ;
  151.     PIDInit(&spid);
  152.     // Initialize Structure
  153.     spid.Proportion=10 ;
  154.     // Set PID Coefficients
  155.     spid.Integral=8 ;
  156.     spid.Derivative=6 ;
  157.     spid.SetPoint=100 ;
  158.     // Set PID Setpoint
  159.    
  160. }
  161. #endif
復制代碼



作者: al.456    時間: 2015-4-29 15:51
p1.4口接的是什么
作者: GG-路人乙    時間: 2015-5-10 15:41
既然把程序貼出來了，為什么只貼程序的片段呢，這樣對其他人也沒有什么意義啊
作者: 眾生作廢    時間: 2015-5-15 10:19
   溫度控制電子小制作， 要想得到比較好的控制效果，本介紹的PID溫度控制系統源序程序，是你不錯的參考實例。PID是比例,積分,微分的縮寫, 比例調節(jié)作用：是按比例反應系 統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節(jié)立即產生調節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩(wěn)定性下降,甚至 造成系統的不穩(wěn)定。積分調節(jié)作用：是使系統消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。
作者: tanmin801120    時間: 2015-8-7 08:25
看看！
作者: 陶陶不在    時間: 2016-4-20 17:22
high_time=(unsigned char)(rout/800);為什么除以800呀？謝謝
作者: nwpchennan    時間: 2016-5-27 13:08
這個比較復雜！支持一下
作者: 迷戀520冬天    時間: 2016-5-30 23:16
有幫助  謝謝分享
作者: mengkang    時間: 2016-9-6 16:56
#include <absacc.h> 這個頭文件 在哪里呀？？？
作者: lls5201    時間: 2019-5-10 07:49
樓主很優(yōu)秀



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