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单片机用PID算法控制直流电机转速 源代码+仿真 成功版

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使用51单片机用PID算法来控制直流电机的转速.带有3个按钮 切换电机转动方向,调节p,调节转速.测试已经成功

仿真原理图如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载):


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

  3. sfr T2MOD = 0x0c9;
  4. #define uchar unsigned char
  5. #define uint unsigned int

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

  10. sbit PWM                 = P1^7;
  11. sbit UP                         = P1^0;
  12. sbit DOWM                 = P1^1;
  13. sbit GORB                = P2^3; //换相
  14. sbit ADDSPEED         = P1^2;
  15. sbit SUBSPEED        = P1^3;

  16. uint tuint = 65535;
  17. 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)
  18. uchar t1_flag = 0;

  19. uint pulse = 0;
  20. uint t0_flag = 0;
  21. uchar t2_flag = 0;
  22. bit t2_over = 0;
  23. bit Just_Get = 1;


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

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

  33. float kp = 25;
  34. float ki = 25;
  35. float kd = 0;

  36. //*****************************************************************

  37. void delayms(uint ms)//延时?个 ms
  38. {
  39.     uchar a,b,c;
  40.         while(ms--)
  41.         {
  42.           for(c=1;c>0;c--)
  43.         for(b=142;b>0;b--)
  44.             for(a=2;a>0;a--);
  45.         }
  46. }

  47. void timer_init()
  48. {
  49.         EA = 1;
  50.         ET0 = 1;
  51.         ET1 = 1;
  52.         ET2 = 1;
  53.        
  54.         TMOD = 0x15; //定时器0 计数模式 定时器1模式1
  55.         T2MOD = 0x01;
  56.        
  57.         TH0 = TL0 = 255;
  58.         TH2 = 0x3C;
  59.         TL2 = 0xB0;                //50MS
  60.        
  61. }
  62. void timer1() interrupt 3
  63. {
  64.         if(t1_flag == 0)
  65.         {
  66.                 t1_flag = 1;
  67.                 PWM = 1;
  68.                 TH1 = (tuint - tpwm + 1)/256;
  69.                 TL1 = (tuint - tpwm + 1)%256;
  70.                
  71.         }
  72.         else
  73.         {
  74.                 t1_flag = 0;
  75.                 PWM = 0;
  76.                 TH1 = (tuint - 10000 + tpwm + 1)/256;
  77.                 TL1 = (tuint - 10000 + tpwm + 1)%256;
  78.         }
  79. }

  80. void timer0() interrupt 1
  81. {
  82.         TH0 = TL0 = 255;
  83.         t0_flag++;
  84. }
  85. void timer2() interrupt 5
  86. {
  87.         TF2 = 0;
  88.         TH2 = 0x3C;
  89.         TL2 = 0xB0;                //50MS
  90.        
  91.         t2_flag++;
  92.        
  93.         if(t2_flag == 2)
  94.         {
  95.                 TR0 = 0;
  96.                 TR2 = 0;
  97.                 t2_flag = 0;
  98.                 t2_over = 1;        //表示100ms时间到
  99.         }
  100. }
  101. void GetPulse()
  102. {
  103.         t0_flag = 0;
  104.         t2_flag = 0;
  105.        
  106.         TH0 = TL0 = 255;
  107.         TH2 = 0x3C;
  108.         TL2 = 0xB0;                //50MS
  109.        
  110.         TR0 = 1;
  111.         TR2 = 1;
  112. }

  113. int PID()        //增量式PID
  114. {
  115.         int change;

  116.         err_now = set - now;
  117.         err_bef = set - bef;
  118.         err_bbef = set - bbef;
  119.        
  120.         change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
  121.        
  122. /*       
  123.         if(set >= now)
  124.         {       
  125.                 if(set - now > 1)
  126.                         change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
  127.                 else
  128.                         change = 0.2*kp*(err_now - err_bef) + 0.5*ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
  129.         }
  130.         else if(now > set)
  131.         {
  132.                 if(now - set > 1)
  133.                         change = kp*(err_now - err_bef) + ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
  134.                 else
  135.                         change = 0.2*kp*(err_now - err_bef) + 0.5*ki*err_now + kd*(err_now - 2*err_bef + err_bbef);
  136.                        
  137.         }
  138. */
  139.        
  140.         //change = (kp + ki + kd)*(set - now) + (-kp - 2*kd)*(set - bef) + kd*(set - bbef);
  141.         //change = kp*(set - now) + ki*(set - bef) + kd*(set - bbef);
  142.         if(change > 0)
  143.         {
  144.                 printchar(1,10,'+');       
  145.                 printuint(1,11,4,change);
  146.                
  147.         }
  148.         else if(change < 0)
  149.         {       
  150.                 printchar(1,10,'-');
  151.                 printuint(1,11,4,-change);
  152.         }
  153.         else if(change == 0)
  154.         {       
  155.                 printchar(1,10,' ');
  156.                 printword(1,11," 0  ");

  157.         }
  158.        
  159.         return(change);
  160. }

  161. int PID2()                //位置式PID
  162. {
  163.        
  164.         int num = 0;
  165.         static num_bef = 0;
  166.        
  167.         err_now = set - now;
  168.         err_bef = set - bef;
  169.        
  170.         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

  171.         num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
  172.        
  173. /*       
  174.         if(set - now >= 0)
  175.         {       
  176.                 if(set - now > 1)
  177.                         num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
  178.                 else
  179.                         num = 0.1*kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
  180.         }
  181.         else
  182.         {
  183.                 if(now - set > 1)
  184.                         num = kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
  185.                 else
  186.                         num = 0.1*kp*err_now + ki*error_add + kd*(err_now - err_bef);
  187.                        
  188.         }
  189.         */
  190.        
  191.         if(num > num_bef)
  192.         {
  193.                 printchar(1,10,'+');       
  194.                 printuint(1,11,4,num - num_bef);
  195.         }
  196.         else if(num < num_bef)
  197.         {
  198.                 printchar(1,10,'-');       
  199.                 printuint(1,11,4,num_bef - num);
  200.         }
  201.         else
  202.         {       
  203.                 printchar(1,10,' ');
  204.                 printuint(1,11,4,0);
  205.         }
  206.        
  207.         num_bef = num;
  208.        
  209.         return((uint)num);
  210. }

  211. void main()
  212. {       
  213.        
  214.         lcd_init();
  215.         timer_init();
  216.         TH1 = TL1 = 255;
  217.        
  218.         printword(0,0,"P:");                //比例系数
  219.         printword(0,5,"S:");                //设定值
  220.         printword(1,0,"TPWM:");                //当前占空比
  221.         printword(0,10,"PS:");                //当前电机反馈的每秒脉冲数
  222.        
  223.         while(1)
  224.         {
  225.                 if(GORB == 1)
  226.                 {        ZZ;                }
  227.                 else
  228.                 {        FZ;                }
  229.                
  230.                 if(ADDSPEED == 0)
  231.                         set++;
  232.                 if(SUBSPEED == 0)
  233.                         set--;
  234.                
  235.                 if(Just_Get == 1)
  236.                 {       
  237.                         Just_Get = 0;
  238.                         GetPulse();
  239.                 }
  240.                 else if(t2_over == 1)
  241.                 {       
  242.                         t2_over = 0;
  243.                         Just_Get = 1;
  244.                         pulse = t0_flag;
  245.                         bbef = bef;
  246. ……………………

  247. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
复制代码

所有资料51hei提供下载:
PID算法控制电机转速.rar (100.25 KB, 下载次数: 1239)


评分

参与人数 5黑币 +43 收起 理由
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95#
ID:97678 发表于 2024-10-28 13:46 | 只看该作者
这个程序驱动的电机是步进电机吗?
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94#
ID:25231 发表于 2024-10-27 11:00 | 只看该作者
下管驱动应该没问题,上管驱动能用吗
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93#
ID:1134525 发表于 2024-10-24 08:58 | 只看该作者
学到了很多知识
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92#
ID:628486 发表于 2024-7-20 15:10 | 只看该作者
是有刷的吗
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91#
ID:319023 发表于 2024-5-11 10:02 | 只看该作者
电机驱动是不是需要滤波电路? 有谁了解吗?
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90#
ID:884711 发表于 2024-5-2 20:37 | 只看该作者
谢谢分享,学习了!
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89#
ID:1118611 发表于 2024-4-28 08:56 | 只看该作者
看了,真的实用!
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88#
ID:1117272 发表于 2024-4-26 19:50 | 只看该作者
我下载了·准备安装·谢谢分享
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87#
ID:1118367 发表于 2024-4-26 01:20 | 只看该作者

nice   好大拇指
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86#
ID:852421 发表于 2020-12-2 08:58 | 只看该作者
讲的很棒
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85#
ID:852421 发表于 2020-12-1 15:15 | 只看该作者

感谢分享,太给力了,这个好难,还好有你
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84#
ID:813553 发表于 2020-8-16 17:27 | 只看该作者
感谢分享,太给力了,这个好难,还好有你
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83#
ID:813236 发表于 2020-8-12 14:30 | 只看该作者
pid里的printchar是自定义的吗
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82#
ID:813203 发表于 2020-8-11 23:37 来自触屏版 | 只看该作者
这个是用52的板子吗
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81#
ID:808509 发表于 2020-7-27 19:33 | 只看该作者
proteus的文件没有啊
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80#
ID:495287 发表于 2020-6-26 23:20 | 只看该作者
好资料,谢谢楼主分享。
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79#
ID:571095 发表于 2020-6-26 17:57 | 只看该作者
谢谢分享
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78#
ID:736855 发表于 2020-4-25 09:16 | 只看该作者
感谢分享 感谢
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77#
ID:710085 发表于 2020-4-2 14:47 | 只看该作者
先Mark
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76#
ID:367060 发表于 2020-3-22 17:05 来自触屏版 | 只看该作者
谢谢分享
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75#
ID:262988 发表于 2020-3-17 17:03 | 只看该作者
我自己弄的,一直不理想
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74#
ID:699613 发表于 2020-2-28 14:38 | 只看该作者
非常实用,谢谢
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73#
ID:693716 发表于 2020-2-28 12:11 来自触屏版 | 只看该作者
很详细的代码,下载实验下,谢谢楼主分享
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72#
ID:612303 发表于 2019-11-14 19:04 | 只看该作者
赞一个!
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71#
ID:640601 发表于 2019-11-12 18:15 | 只看该作者
谢谢分享    好
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70#
ID:618909 发表于 2019-10-3 15:58 | 只看该作者
想要学知识,麻烦给一个吧
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69#
ID:613151 发表于 2019-9-18 16:11 | 只看该作者
灰常感谢
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68#
ID:595679 发表于 2019-8-5 16:56 | 只看该作者
真是高人很多啊,原来这个也可做啊!
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67#
ID:595367 发表于 2019-8-5 10:23 | 只看该作者
不错加油
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66#
ID:593642 发表于 2019-8-2 16:26 | 只看该作者
给力啊,今天刚学到PID
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65#
ID:593998 发表于 2019-8-2 11:08 | 只看该作者
很不错的贴,可是想下载积分不够
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64#
ID:588367 发表于 2019-7-31 09:16 | 只看该作者
好资料,51黑有你更精彩!!!
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63#
ID:325646 发表于 2019-7-31 08:00 | 只看该作者

谢谢分享
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62#
ID:435675 发表于 2019-7-30 17:49 | 只看该作者
好资料,51黑有你更精彩!!!
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61#
ID:479806 发表于 2019-7-29 20:54 | 只看该作者
注释也太少了点吧,理解起来有点困难
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60#
ID:498299 发表于 2019-6-27 22:45 | 只看该作者
非常期待,希望是好的
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59#
ID:557667 发表于 2019-6-24 13:10 | 只看该作者
正在做这个,感谢
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58#
ID:551645 发表于 2019-5-31 11:14 | 只看该作者
新手入门先保存下来
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57#
ID:545831 发表于 2019-5-24 14:13 | 只看该作者
很好,很牛逼啊
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56#
ID:531697 发表于 2019-5-9 16:31 | 只看该作者
这个让我学到了很多!
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