一个温控程序测量温度和按键设定温度值都没问题，加了个PID控制就出问题了，求指点

ID:187588 · 发表于 2017-4-10 12:36

/***主函数****/#include <reg52.h>
#include<stdlib.h>
#include<intrins.h>

sbit RELAY = P2^4;       //定义继电器对应单片机管脚

bit flag1s = 0;       //1s定时标志
unsigned char T0RH = 0;  //T0重载值的高字节
unsigned char T0RL = 0;  //T0重载值的低字节
unsigned char T1RH = 0;  //T0重载值的高字节
unsigned char T1RL = 0;  //T0重载值的低字节

extern bit Start18B20();
extern bit Get18B20Temp(int *temp);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char *str);
extern void LcdSetCursor(unsigned char addr);
extern void LcdWriteDat(unsigned char dat);
extern void LcdWriteCmd(unsigned char del);
extern void  keyscan();
extern unsigned char key,flag1;
unsigned char a[7];
/**********************/
struct _pid{
float SV;//用户设定温度
float PV; //测量温度
float KP; //比例常数
float T;  //PID计算周期--采样周期
float TI; //积分常数
float TD; //微分常数
float EK;  //本次偏差
float EK_1;//上次偏差
float SEK; //历史偏差之和
float IOUT;//积分输出
float POUT; //比例输出
float DOUT;//微分输出
float OUT0;
float OUT;
unsigned int  C10ms;
unsigned char  pwmcycle;//pwm周期
}PID;
/********************************************/
void pid_init()
{
PID.KP=20;
PID.T=1000;
PID.TI=5000;
PID.TD=1200;
PID.pwmcycle=1000;//PWM的周期
}
/***********************************************/
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
void ConfigTimer1(unsigned int ms1);
void pid_calc(); //PID计算
void pid_out();    //PID输出结果到负载
void main()
{
  unsigned char m;
  unsigned char i,e=0;
  unsigned char IntToString(unsigned char *str, int dat);
  unsigned char code table[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9', '.','-',':',' ','=','.'};

  bit res;
  int temp;       //读取到的当前温度值
  int intT, decT;  //温度值的整数和小数部分
  unsigned char len;
  unsigned char str[5];
  unsigned char stt[16] = {"T1:"};
  unsigned char sty[16] = {"T2:"};

  EA = 1;          //开总中断
  ConfigTimer0(10);  //T0定时10ms
  ConfigTimer1(1);  //T1定时1ms
  Start18B20();    //启动DS18B20
  InitLcd1602();    //初始化液晶
  pid_init() ;
  LcdWriteCmd(0x0C); //关闭光标闪烁

/*实时温度*/
  while(1)
{
LcdWriteDat(PID.OUT);
/*显示实时温度标识"T1:"*/
LcdSetCursor(0x00);
m = 0;
while(stt[m] != '\0')
   {
   LcdWriteDat(stt[m]);
   m++;
   }
/*显示设定温度标识"T2:"*/
LcdSetCursor(0x40);
m = 0;
while(sty[m] != '\0')
   {
   LcdWriteDat(sty[m]);
   m++;
   }
   if (flag1s)  //每秒更新一次温度
      {
      flag1s = 0;
      res = Get18B20Temp(&temp);  //读取当前温度
      if (res)                   //读取成功时，刷新当前温度显示
      {
      intT = temp >> 4;          //分离出温度值整数部分
      decT = temp & 0xF;          //分离出温度值小数部分
      len = IntToString(str, intT); //整数部分转换为字符串
      str[len++] = '.';          //添加小数点
      decT = (decT*10) / 16;       //二进制的小数部分转换为1位十进制位
      str[len++] = decT + '0';    //十进制小数位再转换为ASCII字符
      LcdShowStr(str);       //显示到液晶屏上
      Start18B20();
      PID.PV=atof(str);
      }
      }
  /*设定温度*/
   keyscan();
   if(flag1==1)
      {
      if(key<11)    //10以下是数字显示部分
      {
         LcdSetCursor(0x43+e++) ;
         LcdWriteDat(table[key]);
         a[i]=table[key];
         i++;
         PID.SV=atof(&a);

      }
      else if(key==11)
      {
         LcdWriteCmd(0x01) ;    //删除设定值
   e=0;
         for(i=0;i<7;i++)
         {
      a[i]='0';
         }
      }
      flag1=0;       //键盘检测标志置0进行下一次检测
       }
   pid_calc();
}
}
/* 整型数转换为字符串，str-字符串指针，dat-待转换数，返回值-字符串长度 */
unsigned char IntToString(unsigned char *str, int dat)
{
  signed char i = 0;
  unsigned char len = 0;
  unsigned char buf[6];
  if (dat < 0)  //如果为负数，首先取绝对值，并在指针上添加负号
{
dat = -dat;
*str++ = '-';
len++;
}
do
{       //先转换为低位在前的十进制数组
   buf[i++] = dat % 10;
   dat /= 10;
} while (dat > 0);
len += i;    //i最后的值就是有效字符的个数
while (i-- > 0) //将数组值转换为ASCII码反向拷贝到接收指针上
{
   *str++ = buf[i] + '0';
}
*str = '\0';  //添加字符串结束符
return len; //返回字符串长度
}
/* 配置并启动T0，ms-T0定时时间 10ms*/
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{
unsigned long tmp;  //临时变量

tmp = 11059200 / 12;    //定时器计数频率
tmp = (tmp * ms) / 1000;  //计算所需的计数值
tmp = 65536 - tmp;       //计算定时器重载值
tmp = tmp + 12;          //补偿中断响应延时造成的误差
T0RH = (unsigned char)(tmp>>8);  //定时器重载值拆分为高低字节
T0RL = (unsigned char)tmp;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = T0RH;    //加载T0重载值
TL0 = T0RL;
ET0 = 1;       //使能T0中断
TR0 = 1;       //启动T0
}

/* T0中断服务函数，10ms一次，完成1秒定时 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
static unsigned char tmr1s = 0;

TH0 = T0RH;  //重新加载重载值
TL0 = T0RL;
tmr1s++;
PID.C10ms++;
if (tmr1s >= 100)  //定时1s
{
      tmr1s = 0;
      flag1s = 1;
}
}
/* 配置并启动T1，ms-T1定时时间1ms */
void ConfigTimer1(unsigned int ms1)
{
unsigned long tmp1;  //临时变量

tmp1 = 11059200 / 12;    //定时器计数频率
tmp1 = (tmp1 * ms1) / 1000;  //计算所需的计数值
tmp1 = 65536 - tmp1;       //计算定时器重载值
tmp1 = tmp1 + 12;          //补偿中断响应延时造成的误差
T1RH = (unsigned char)(tmp1>>8);  //定时器重载值拆分为高低字节
T1RL = (unsigned char)tmp1;
TMOD &= 0xF0; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T1为模式1
TH1 = T1RH;    //加载T1重载值
TL1 = T1RL;
ET1 = 1;       //使能T1中断
TR1 = 1;       //启动T1
}
/* T1中断服务函数，1ms一次 */
void InterruptTimer1() interrupt 3
{
TH1 = T1RH;  //重新加载重载值
TL1 = T1RL;
// PID.C10ms++;
pid_out(); //输出PID运算结果到负载
}
void pid_calc()
{
float DELEK;
float ti;
float ki;
float td;
float kd;
float out;
if(PID.C10ms<(PID.T/10))
{return;}
  PID.EK=PID.SV-PID.PV; //当前偏差
  PID.POUT=PID.KP*PID.EK;//比例输出
  PID.SEK+=PID.EK; //历史偏差
  DELEK=PID.EK-PID.EK_1;//最近两次偏差之差
  ti=PID.T/PID.TI;
  ki=ti*PID.KP;
  PID.IOUT=ki*PID.SEK*PID.KP; //积分输出
  td=PID.TD/PID.T;
  kd=PID.KP*td;
  PID.DOUT=kd*DELEK;
  PID.OUT=PID.POUT+PID.IOUT+PID.DOUT+PID.OUT0;//计算结果
  if(PID.OUT>PID.pwmcycle)
  {PID.OUT=PID.pwmcycle;}
  if(PID.OUT<0)
  {PID.OUT=0;}
  PID.OUT=out;
  PID.EK_1=PID.EK;//更新偏差
  PID.C10ms=0;
}
void pid_out()    //每一毫秒运算一次
{
static unsigned char pw;
pw++;
if(pw>PID.pwmcycle) //pw=0-999
{pw=0;}
if(pw<PID.OUT)
{
   RELAY=0;//加热
}
else
{
   RELAY=1;//停止加热
}
}

/*****LCD1602子程序和按键模块程序****/
#include <reg52.h>
#include<intrins.h>

sbit LCD1602_RS = P2^6;
sbit LCD1602_RW = P2^5;
sbit LCD1602_E  = P2^7;

unsigned char key,flag1,cal,judge1,judge2;
/*延时程序*/
void delay()
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
void Delay(unsigned int i)
{
  unsigned int x,j;
  for(j=0;j<i;j++)
  for(x=0;x<=148;x++);
}
void delay1(unsigned char z) //用于防抖延时
{
  unsigned char x,y;
  for(x=z;x>0;x--)
  for(y=110;y>0;y--);
}
/*测忙状态*/
bit Busy(void)
{
  bit busy_flag = 0;
  LCD1602_RS = 0;
  LCD1602_RW = 1;
  LCD1602_E = 1;
  delay();
  busy_flag = (bit)(P0 & 0x80);
  LCD1602_E = 0;
  return busy_flag;
}
/*写指令 */
void LcdWriteCmd(unsigned char del)
{
  while(Busy());
  LCD1602_RS = 0;
  LCD1602_RW = 0;
  LCD1602_E = 0;
  delay();
  P0 = del;
  delay();
  LCD1602_E = 1;
  delay();
  LCD1602_E = 0;
}
/* 写数据 */
void LcdWriteDat(unsigned char del)
{
  while(Busy());
  LCD1602_RS = 1;
  LCD1602_RW = 0;
  LCD1602_E = 0;
  delay();
  P0 = del;
  delay();
  LCD1602_E = 1;
  delay();
  LCD1602_E = 0;
}

/*  设定显示位置 */
void LcdSetCursor(unsigned char addr)
{
  LcdWriteCmd(addr | 0x80);  //数据指针=80+地址变量
}
/*温度传送*/
void LcdShowStr( unsigned char *str)
{
  LcdSetCursor(0x03);             //设置显示位置为第一行的第1个字符
  while(*str != '\0')
  {                      //显示字符
LcdWriteDat(*str++);
  }
}

/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{
  LcdWriteCmd(0x38);
  Delay(5);
  LcdWriteCmd(0x38);
  Delay(5);
  LcdWriteCmd(0x38);
  Delay(5);
  LcdWriteCmd(0x38);
  LcdWriteCmd(0x0d);
}
/*键盘扫描函数 */
void keyscan()
{
  unsigned char temp,xy=0xf7; //xy变量存储第几行
  unsigned int i;
  for(i=0;i<4;i++)    //行移动
  {
xy=_crol_(xy,1); //_crol_为左移函数
P1=xy;
temp=P1;
temp=temp&0x0f;
if(temp!=0x0f)
{
   delay1(50); //去抖
   temp=P1;
   temp=temp&0x0f;
   if(temp!=0x0f)
   {
   delay1(50); //去抖
   temp=P1;
   switch(temp) //按键定位
      {
      case 0xee: key=7;  break;
      case 0xde: key=8;  break;
      case 0xbe: key=9;  break;
      case 0x7e: key=10; break;
      case 0xed: key=4;  break;
      case 0xdd: key=5;  break;
      case 0xbd: key=6;  break;
      case 0x7d: key=11; break;
      case 0xeb: key=1;  break;
      case 0xdb: key=2;  break;
      case 0xbb: key=3;  break;
      case 0x7b: key=12; break;
      case 0xe7: key=0;  break;
      case 0xd7: key=14; break;
      case 0xb7: key=15; break;
      case 0x77: key=13; break;
      }
   while(temp!=0x0f)
   {
   temp=P1;
   temp=temp&0x0f;
   }
   flag1=1;    //flag=1标志按键检测完毕
}
  }
}
}
/******DS18B20子程序****/

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

sbit IO_18B20 = P3^7;  //DS18B20通信引脚

/* 软件延时函数，延时时间(t*10)us */
void DelayX10us(unsigned char t)
{
  do
  {
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
  } while (--t);
}
/*复位总线，获取存在脉冲，初始化DS18B20*/
bit Get18B20Ack()    //检测存在脉冲
{
bit ack;
EA = 0;    //关闭中断
IO_18B20 = 0;    //产生500us复位脉冲
DelayX10us(50);
IO_18B20 = 1;    //拉高
DelayX10us(6);    //延时60微秒
ack = IO_18B20;    //读取存在脉冲
while(!IO_18B20);//等待存在脉冲结束
EA = 1;    //打开中断
return ack;
}
/*DS18B20位写入时序*/
void  Write18B20(unsigned char dat)
{
unsigned char mask;
EA = 0;          //关闭中断
for(mask=0x01; mask!= 0; mask<<=1)    //低位在先，依次移出8个bit
  {
IO_18B20 = 0;    //产生2us低电平脉冲
_nop_();
_nop_();
  if((mask&dat) == 0)    //输出该bit值
  IO_18B20 = 0;
  else
  IO_18B20 = 1;
  DelayX10us(6);    //延时60us
  IO_18B20 = 1;    //拉高通信引脚
  }
  EA = 1;          //打开中断
}
/*DS18B20位读取时序*/
unsigned char Read18B20()
{
unsigned char dat;
unsigned char mask;
EA = 0; //关闭中断
for(mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) //低位在先，依次采集8个bit
{
  IO_18B20 = 0;    //产生2us低电平脉冲
  _nop_();
  _nop_();
  IO_18B20 = 1;    //结束低电平脉冲，等待18B20输出数据
  _nop_();    //延时2us
  _nop_();
  if(!IO_18B20)       //读取通信引脚上的值
  dat &= ~mask;
  else
  dat |= mask;
  DelayX10us(6);       //再延时60us
}
  EA = 1; //打开中断
  return dat;
}
/*启动DS18B20*/
bit Start18B20()
{
bit ack;
ack = Get18B20Ack();    //执行总线复位，并获取18B20应答
if(ack == 0)    //如18B20正确应答，则启动一次转换
{
  Write18B20(0xCC);    //跳过ROM，只读一个18B20
  Write18B20(0x44);    // 启动温度转换
}
return ~ack;    //ack==0表示操作成功，所以返回值对其取反
}
/*获取温度*/
bit Get18B20Temp(int *temp)
{
bit ack;
unsigned char LSB, MSB;          //16bit温度值的低字节和高字节
ack = Get18B20Ack();             //执行总线复位，并获取18B20应答
if(ack == 0)             //如18B20正确应答，则读取温度值
  {
Write18B20(0xCC);             //跳过ROM操作
Write18B20(0xBE);       //发送读命令
LSB = Read18B20();          //读温度值的低字节
MSB = Read18B20();          //读温度值的高字节
*temp = ((int)MSB<<8) + LSB;  //合成为16bit整型数
  }
return ~ack;    //ack==0表示操作应答，所以返回值为其取反值
}

ID:170906 · 发表于 2017-4-10 23:05

大神能否把你的东西发给我，我也在做相关毕设。非常感谢！

ID:82765 · 发表于 2017-4-10 23:37

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

ID:188317 · 发表于 2017-4-10 23:38

学习学习学习学习学习

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ID:82765 当前离线积分 1420	板凳 ID:82765 发表于 2017-4-10 23:37 \| 只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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