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单片机PID算法控制电机转速Proteus仿真程序

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单片机源程序如下:
#include<reg52.h>
#include"lcd1602.h"

sfr T2MOD = 0x0c9;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit Q0 = P2^4;
sbit Q1 = P2^5;
sbit Q2 = P2^6;
sbit Q3 = P2^7;

sbit PWM                 = P1^7;
sbit UP                         = P1^0;
sbit DOWM                 = P1^1;
sbit GORB                = P2^3; //换相
sbit ADDSPEED         = P1^2;
sbit SUBSPEED        = P1^3;

uint tuint = 65535;
uint tpwm = 1;        //pwm周期为10000us tpwm变量表示pwm高电平时间,也相当于占空比 (仿真时,频率高时,电机反应慢。在实物上要加大频率)
uchar t1_flag = 0;

uint pulse = 0;
uint t0_flag = 0;
uchar t2_flag = 0;
bit t2_over = 0;
bit Just_Get = 1;


#define         ZZ                 { Q0 = 0;Q1 = 0;Q2 = 1;Q3 = 1;}        //正转
#define         FZ                 { Q0 = 1;Q1 = 1;Q2 = 0;Q3 = 0;}        //反转
#define         STOP        { Q0 = 1;Q1 = 0;Q2 = 1;Q3 = 0;}        //停止
//禁止出现 Q0 = 0;Q1 = 1;Q2 = 0;Q3 = 1; 不然会烧掉mos管

//************************ PID *************************************
float now = 0,bef = 0,bbef = 0;         //本次采样值,上次采样值,上上次采样值
float err_now,err_bef,err_bbef;                //当前偏差,上次偏差,上上次偏差
float error_add = 0;                                //所有偏差之和
float set = 25;                                                //设定值

float kp = 25;
float ki = 25;
float kd = 0;

//*****************************************************************

void delayms(uint ms)//延时?个 ms
{
    uchar a,b,c;
        while(ms--)
        {
          for(c=1;c>0;c--)
        for(b=142;b>0;b--)
            for(a=2;a>0;a--);
        }
}

void timer_init()
{
        EA = 1;
        ET0 = 1;
        ET1 = 1;
        ET2 = 1;
        
        TMOD = 0x15; //定时器0 计数模式 定时器1模式1
        T2MOD = 0x01;
        
        TH0 = TL0 = 255;
        TH2 = 0x3C;
        TL2 = 0xB0;                //50MS
        
}
void timer1() interrupt 3
{
        if(t1_flag == 0)
        {
                t1_flag = 1;
                PWM = 1;
                TH1 = (tuint - tpwm + 1)/256;
                TL1 = (tuint - tpwm + 1)%256;
               
        }
        else
        {
                t1_flag = 0;
                PWM = 0;
                TH1 = (tuint - 10000 + tpwm + 1)/256;
                TL1 = (tuint - 10000 + tpwm + 1)%256;
        }
}

void timer0() interrupt 1
{
        TH0 = TL0 = 255;
        t0_flag++;
}
void timer2() interrupt 5
{
        TF2 = 0;
        TH2 = 0x3C;
        TL2 = 0xB0;                //50MS
        
        t2_flag++;
        
        if(t2_flag == 2)
        {
                TR0 = 0;
                TR2 = 0;
                t2_flag = 0;
                t2_over = 1;        //表示100ms时间到
        }
}
void GetPulse()
{
        t0_flag = 0;
        t2_flag = 0;
        
        TH0 = TL0 = 255;
        TH2 = 0x3C;
        TL2 = 0xB0;                //50MS
        
        TR0 = 1;
        TR2 = 1;
}

int PID()        //增量式PID
{
        int change;

        err_now = set - now;
        err_bef = set - bef;
        err_bbef = set - bbef;
        
        change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
        
/*        
        if(set >= now)
        {        
                if(set - now > 1)
                        change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
                else
                        change = 0.2*kp*(err_now - err_bef) + 0.5*ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
        }
        else if(now > set)
        {
                if(now - set > 1)
                        change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
                else
                        change = 0.2*kp*(err_now - err_bef) + 0.5*ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
                        
        }
*/
        
        //change = (kp + ki + kd)*(set - now) + (-kp - 2*kd)*(set - bef) + kd*(set - bbef);
        //change = kp*(set - now) + ki*(set - bef) + kd*(set - bbef);
        if(change > 0)
        {
                printchar(1,10,'+');        
                printuint(1,11,4,change);
               
        }
        else if(change < 0)
        {        
                printchar(1,10,'-');
                printuint(1,11,4,-change);
        }
        else if(change == 0)
        {        
                printchar(1,10,' ');
                printword(1,11," 0  ");

        }
        
        return(change);
}

int PID2()                //位置式PID
{
        
        int num = 0;
        static num_bef = 0;
        
        err_now = set - now;
        err_bef = set - bef;
        
        error_add = error_add + err_now;  //误差累加。一旦误差为0则error_add的值不变,PID输出值不变

        num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
        
/*        
        if(set - now >= 0)
        {        
                if(set - now > 1)
                        num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
                else
                        num = 0.1*kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
        }
        else
        {
                if(now - set > 1)
                        num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
                else
                        num = 0.1*kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
                        
        }
        */
        
        if(num > num_bef)
        {
                printchar(1,10,'+');        
                printuint(1,11,4,num - num_bef);
        }
        else if(num < num_bef)
        {
                printchar(1,10,'-');        
                printuint(1,11,4,num_bef - num);
        }
        else
        {        
                printchar(1,10,' ');
                printuint(1,11,4,0);
        }
        
        num_bef = num;
        
        return((uint)num);
}

void main()
{        
        
        lcd_init();
        timer_init();
        TH1 = TL1 = 255;
        
        printword(0,0,"P:");                //比例系数
        printword(0,5,"S:");                //设定值
        printword(1,0,"TPWM:");                //当前占空比
        printword(0,10,"PS:");                //当前电机反馈的每秒脉冲数
        
        while(1)
        {
                if(GORB == 1)
                {        ZZ;                }
                else
                {        FZ;                }
               
                if(ADDSPEED == 0)
                        set++;
                if(SUBSPEED == 0)
                        set--;
               
                if(Just_Get == 1)
                {        
                        Just_Get = 0;
                        GetPulse();
                }
                else if(t2_over == 1)
                {        
                        t2_over = 0;
                        Just_Get = 1;
                        pulse = t0_flag;
                        bbef = bef;
                        bef = now;
                        now = t0_flag;
                        
                        if(set != 0)
                        {
                                TR1 = 1;
                        }
                        else
                        {
                                TR1 = 0;
                                PWM = 0;
                        }
                        
                //        tpwm = tpwm + PID();                //增量式PID
                        tpwm = PID2();                                //位置式PID
                                       
                }
               
                if(UP == 0)
                        kp = kp + 1;
                if(DOWM == 0)
                        kp = kp - 1;
               
                printuint(0,2,3,kp);
                printuint(0,7,3,set);
                printuint(1,5,4,tpwm);
                printuint(0,13,5,pulse);

        }
        
}
        

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