Ⅰ 如何用PID算法编程，使单片机通过控制继电器来实现恒温功能。
/***********************************************************************
PID温度控制程序
程序说明：
系统上电后显示 “--温度”
表示需要先设定温度才开始进行温度检测
温度设定完毕后程序才开始进行PID温控
***********************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
#include"DS18B20.H"
#include"PID.H"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char code tab[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xBF
}
;
/*个位0~9的数码管段码*/
unsigned char code sao[]=
{
0x7f,0xbf,0xdf,0xef
}
;
//扫描码
uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化为30° keyflag为进入温度设定的标志位
//4个按键使用说明
sbit key_out=P1^0 ; //用于温度设定后的退出
sbit key_up=P1^1 ; //设定温度加
sbit key_down=P1^2 ; //设定温度减
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
void Show_key();
/***********************************************************/
void delays(unsigned char k)
{
unsigned char i,j ;
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<50;j++);
}
/*********************************************************
//数码管显示函数
P0口 作为数据口
P2口的低四位作为扫描口
变量 x表示扫描
d表示是否要加小数点 为1是 为0不加
y表示传递的数值
*********************************************************/
LCD_disp_char(uchar x,bit d,uchar y)
{
P2=0XFF ;
P0=0xFF ;
if(d==0)
P0=tab[y];
else
P0=tab[y]&0x7f ; //与上0x7f表示是否要加小数点
P2=sao[x]; //打开扫描端号
}
/*********************************************************
按键扫描
*********************************************************/
void keyscan(void)
{
if(key_in==0) //按键进入函数
{
delays(10); //延时消抖 (以下同)
if(key_in==0)
{
while(key_in==0)
{
Show_key(); //如果一直按着键不放 就一直显示在当前状态 (以下同)
}
keyflag=1 ; //按键标志位
}
}
/***********************/
if(key_out==0) //按键退出
{
delays(10);
if(key_out==0)
{
while(key_out==0)
{
Show_key();
}
keyflag=0 ;
set_temper=set ;
}
}
/*************************/
if(key_up==0) //设定温度的加
{
delays(10);
if(key_up==0)
{
while(key_up==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set++;
if(set>90) //如果大于90°就不在加
set=90 ;
}
}
}
/*************************/
if(key_down==0) //温度设定的减
{
delays(10);
if(key_down==0)
{
while(key_down==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set--;
if(set<30) //温度减到30°时不在往下减
set=30 ;
}
}
}
}
/*********************************************************************
按键按下时的显示函数
***********************************************************************/
void Show_key()
{
output=1 ;
LCD_disp_char(3,0,10); //显示 -
delays(3);
LCD_disp_char(2,0,10); //显示- (表示温度设定 )
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,set/10); //显示温度十位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,set%10); //显示温度个位
delays(3);
}
/*****************************************************************/
void main()
{
unsigned int tmp ;//声明温度中间变量
unsigned char counter=0 ;
PIDBEGIN(); //PID参数的初始化
output=1 ; //关闭继电器输出
while(1)
{
keyscan();
if(keyflag)
{
Show_key(); //显示温度设定
}
else
{
if(counter--==0)
{
tmp=ReadTemperature();//每隔一段时间读取温度值
counter=20 ;
}
LCD_disp_char(3,0,tmp/1000); //显示温度十位
delays(3);
LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //显示温度个位
//显示小数点
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //显示温度小数后一位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//显示温度小数后二位
delays(3);
P2=0XFF ;
P0=0xff ;
compare_temper(); //比较温度
}
}
}
/**********************************************************************************************************************************************/
//PID算法温控C语言2008-08-17 18:58
#ifndef _PID_H__
#define _PID_H__
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID
{
unsigned int SetPoint ;
// 设定目标 Desired Value
unsigned int Proportion ;
// 比例常数 Proportional Const
unsigned int Integral ;
// 积分常数 Integral Const
unsigned int Derivative ;
// 微分常数 Derivative Const
unsigned int LastError ;
// Error[-1]
unsigned int PrevError ;
// Error[-2]
unsigned int SumError ;
// Sums of Errors
}
;
struct PID spid ;
// PID Control Structure
unsigned int rout ;
// PID Response (Output)
unsigned int rin ;
// PID Feedback (Input)
sbit output=P1^4;
unsigned char high_time,low_time,count=0 ;
//占空比调节参数
unsigned char set_temper ;
void PIDInit(struct PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID参数初始化全部设置为0
}
unsigned int PIDCalc(struct PID*pp,unsigned int NextPoint)
{
unsigned int dError,Error ;
Error=pp->SetPoint-NextPoint ;
// 偏差
pp->SumError+=Error ;
// 积分
dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
// 当前微分
pp->PrevError=pp->LastError ;
pp->LastError=Error ;
//比例
//积分项
return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
// 微分项
}
/***********************************************************
温度比较处理子程序
***********************************************************/
void compare_temper()
{
unsigned char i ;
//EA=0;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100 ; //大于1°不进行PID运算
low_time=0 ;
}
else
{ //在1°范围内进行PID运算
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin); //执行PID运算
// Perform PID Interation
}
if(high_time<=100) //限制最大值
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time=(100-high_time);
}
}
/****************************************/
else if(set_temper<=temper) //当实际温度大于设置温度时
{
if(temper-set_temper>0)//如果实际温度大于设定温度
{
high_time=0 ;
low_time=100 ;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s ;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin);
// Perform PID Interation
}
if(high_time<100) //此变量是无符号字符型
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0 ;//限制不输出负值
low_time=(100-high_time);
//EA=1;
}
}
}
/*****************************************************
T0中断服务子程序，用于控制电平的翻转 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0()interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=0 ;
else if(count<=100)
{
output=1 ;
}
else
count=0 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0xe0 ;
}
void PIDBEGIN()
{
TMOD=0x01 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0x40 ;
EA=1 ;
ET0=1 ;
TR0=1 ;
high_time=50 ;
low_time=50 ;
PIDInit(&spid);
// Initialize Structure
spid.Proportion=10 ;
// Set PID Coefficients
spid.Integral=8 ;
spid.Derivative=6 ;
spid.SetPoint=100 ;
// Set PID Setpoint
}
#endif
转自他人程序。