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»论坛 › 嵌入式/单片机论坛 › 单片机DIY制作 › PID温度控制系统源序程序
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PID温度控制系统源序程序

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楼主
ID:76686 发表于 2015-4-12 02:29 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
       温度控制电子小制作， 要想得到比较好的控制效果，本介绍的PID温度控制系统源序程序，是你不错的参考实例。PID是比例,积分,微分的缩写, 比例调节作用：是按比例反应系 统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至 造成系统的不稳定。积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作 用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两 种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的 控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作 用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独 使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。



源程序：
  1. /***********************************************************************
  2.                      PID温度控制程序
  3.     程序说明：
  4.    系统上电后显示 “--温度”
  5.    表示需要先设定温度才开始进行温度检测
  6.    温度设定完毕后程序才开始进行PID温控
  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. /*个位0~9的数码管段码*/
  20. unsigned char code sao[]=
  21. {
  22.     0x7f,0xbf,0xdf,0xef
  23. }
  24. ;
  25. //扫描码
  26. uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化为30° keyflag为进入温度设定的标志位
  27. //4个按键使用说明
  28. sbit key_out=P1^0 ; //用于温度设定后的退出
  29. sbit key_up=P1^1 ; //设定温度加
  30. sbit key_down=P1^2 ; //设定温度减
  31. sbit key_in=P1^3 ; //在程序的运行中如需要重新设定温度 按下此键才能进入设置模式并且此时是停在温度控制的,按下key_out键后才表示设定完毕
  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. //数码管显示函数
  42. P0口 作为数据口
  43. P2口的低四位作为扫描口

  45. 变量 x表示扫描
  46. d表示是否要加小数点 为1是 为0不加
  47. y表示传递的数值
  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 ; //与上0x7f表示是否要加小数点
  57.     P2=sao[x]; //打开扫描端号
  58.    
  59. }
  60. /*********************************************************
  61. 按键扫描
  62. *********************************************************/

  64. void keyscan(void)
  65. {
  66.     if(key_in==0) //按键进入函数
  67.     {
  68.         delays(10);    //延时消抖 (以下同)
  69.         if(key_in==0)
  70.         {
  71.             while(key_in==0)
  72.             {
  73.                 Show_key(); //如果一直按着键不放 就一直显示在当前状态 (以下同)
  74.             }
  75.             keyflag=1 ; //按键标志位
  76.         }
  77.     }
  78.     /***********************/
  79.     if(key_out==0)   //按键退出
  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)   //设定温度的加
  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)   //温度设定的减
  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) //温度减到30°时不在往下减
  124.                 set=30 ;
  125.             }
  126.         }
  127.     }
  128. }
  129. /*********************************************************************
  130. 按键按下时的显示函数
  131. ***********************************************************************/
  132. void Show_key()   
  133. {
  134.     output=1 ;
  135.     LCD_disp_char(3,0,10); //显示 -
  136.     delays(3);
  137.     LCD_disp_char(2,0,10); //显示- (表示温度设定 )
  138.     delays(3);
  139.     LCD_disp_char(1,0,set/10); //显示温度十位
  140.     delays(3);
  141.     LCD_disp_char(0,0,set%10); //显示温度个位
  142.     delays(3);
  143. }
  144. /*****************************************************************/
  145. void main()
  146. {
  147.     unsigned int tmp ;//声明温度中间变量   
  148.     unsigned char counter=0 ;
  149.     PIDBEGIN(); //PID参数的初始化
  150.     output=1 ; //关闭继电器输出
  151.     while(1)
  152.     {
  153.         keyscan();
  154.         if(keyflag)
  155.         {
  156.             Show_key(); //显示温度设定
  157.         }
  158.         else
  159.         {
  160.             if(counter--==0)
  161.             {
  162.                 tmp=ReadTemperature();//每隔一段时间读取温度值
  163.                 counter=20 ;
  164.             }
  165.             LCD_disp_char(3,0,tmp/1000);   //显示温度十位
  166.             delays(3);
  167.             LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //显示温度个位
  168.             //显示小数点
  169.             delays(3);
  170.             LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //显示温度小数后一位
  171.             delays(3);
  172.             LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//显示温度小数后二位
  173.             delays(3);
  174.             P2=0XFF ;
  175.             P0=0xff ;
  176.             compare_temper(); //比较温度
  177.             
  178.             
  179.         }
  180.     }
  181. }

  183. /**********************************************************************************************************************************************/
复制代码

另外一个文件：
  1. //PID算法温控C语言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.     // 设定目标 Desired Value
  12.     unsigned int Proportion ;
  13.     // 比例常数 Proportional Const
  14.     unsigned int Integral ;
  15.     // 积分常数 Integral Const
  16.     unsigned int Derivative ;
  17.     // 微分常数 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. //占空比调节参数
  37. unsigned char set_temper ;

  39. void PIDInit(struct PID*pp)
  40. {
  41.     memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID参数初始化全部设置为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.     // 积分
  51.     dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
  52.     // 当前微分
  53.     pp->PrevError=pp->LastError ;
  54.     pp->LastError=Error ;
  55.     //比例
  56.     //积分项
  57.     return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
  58.     // 微分项
  59. }

  61. /***********************************************************
  62. 温度比较处理子程序
  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°不进行PID运算
  73.             low_time=0 ;
  74.         }
  75.         else
  76.         {   //在1°范围内进行PID运算
  77.             for(i=0;i<10;i++)
  78.             {
  79.                 //get_temper();
  80.                 rin=s;
  81.                 // Read Input
  82.                 rout=PIDCalc(&spid,rin); //执行PID运算
  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) //当实际温度大于设置温度时
  94.     {
  95.         if(temper-set_temper>0)//如果实际温度大于设定温度
  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) //此变量是无符号字符型
  111.             high_time=(unsigned char)(rout/10000);
  112.             else
  113.             high_time=0 ;//限制不输出负值
  114.             low_time=(100-high_time);
  115.             //EA=1;
  116.         }
  117.     }
  118. }


  121. /*****************************************************
  122. T0中断服务子程序，用于控制电平的翻转 ,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
复制代码



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沙发
ID:74826 发表于 2015-4-29 15:51 | 只看该作者
p1.4口接的是什么
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板凳
ID:56948 发表于 2015-5-10 15:41 | 只看该作者
既然把程序贴出来了，为什么只贴程序的片段呢，这样对其他人也没有什么意义啊
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地板
ID:79943 发表于 2015-5-15 10:19 | 只看该作者
   温度控制电子小制作， 要想得到比较好的控制效果，本介绍的PID温度控制系统源序程序，是你不错的参考实例。PID是比例,积分,微分的缩写, 比例调节作用：是按比例反应系 统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至 造成系统的不稳定。积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
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5#
ID:87799 发表于 2015-8-7 08:25 | 只看该作者
看看！
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6#
ID:103523 发表于 2016-4-20 17:22 | 只看该作者
high_time=(unsigned char)(rout/800);为什么除以800呀？谢谢
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7#
ID:106429 发表于 2016-5-27 13:08 | 只看该作者
这个比较复杂！支持一下
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8#
ID:74145 发表于 2016-5-30 23:16 | 只看该作者
有帮助  谢谢分享
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9#
ID:138549 发表于 2016-9-6 16:56 | 只看该作者
#include <absacc.h> 这个头文件 在哪里呀？？？
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10#
ID:387410 发表于 2019-5-10 07:49 来自手机 | 只看该作者
楼主很优秀
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