pid温度参数整定.docx

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pid温度参数整定.docx

pid温度参数整定

我的题目是:

基于PID算法的温度控制系统

89C51单片机,通过键盘输入预设值,与DS18B20测得的实际值做比较,然后驱动制冷或加热电路。

用keilC语言来实现PID的控制。

最佳答案

//PID算法温控C语言2008-08-1718:

58

#include

#include

#include

#include

structPID{

unsignedintSetPoint;//设定目标DesiredValue

unsignedintProportion;//比例常数ProportionalConst

unsignedintIntegral;//积分常数IntegralConst

unsignedintDerivative;//微分常数DerivativeConst

unsignedintLastError;//Error[-1]

unsignedintPrevError;//Error[-2]

unsignedintSumError;//SumsofErrors

};

structPIDspid;//PIDControlStructure

unsignedintrout;//PIDResponse(Output)

unsignedintrin;//PIDFeedback(Input)

sbitdata1=P1^0;

sbitclk=P1^1;

sbitplus=P2^0;

sbitsubs=P2^1;

sbitstop=P2^2;

sbitoutput=P3^4;

sbitDQ=P3^3;

unsignedcharflag,flag_1=0;

unsignedcharhigh_time,low_time,count=0;//占空比调节参数

unsignedcharset_temper=35;

unsignedchartemper;

unsignedchari;

unsignedcharj=0;

unsignedints;

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

延时子程序,延时时间以12M晶振为准,延时时间为30us×time

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

voiddelay(unsignedchartime)

{

unsignedcharm,n;

for(n=0;n

for(m=0;m<2;m++){}

}

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

写一位数据子程序

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

voidwrite_bit(unsignedcharbitval)

{

EA=0;

DQ=0;/*拉低DQ以开始一个写时序*/

if(bitval==1)

{

_nop_();

DQ=1;/*如要写1,则将总线置高*/

}

delay(5);/*延时90us供DA18B20采样*/

DQ=1;/*释放DQ总线*/

_nop_();

_nop_();

EA=1;

}

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

写一字节数据子程序

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

voidwrite_byte(unsignedcharval)

{

unsignedchari;

unsignedchartemp;

EA=0;/*关中断*/

TR0=0;

for(i=0;i<8;i++)/*写一字节数据,一次写一位*/

{

temp=val>>i;/*移位操作,将本次要写的位移到最低位*/

temp=temp&1;

write_bit(temp);/*向总线写该位*/

}

delay(7);/*延时120us后*/

//TR0=1;

EA=1;/*开中断*/

}

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

读一位数据子程序

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

unsignedcharread_bit()

{

unsignedchari,value_bit;

EA=0;

DQ=0;/*拉低DQ,开始读时序*/

_nop_();

_nop_();

DQ=1;/*释放总线*/

for(i=0;i<2;i++){}

value_bit=DQ;

EA=1;

return(value_bit);

}

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

读一字节数据子程序

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

unsignedcharread_byte()

{

unsignedchari,value=0;

EA=0;

for(i=0;i<8;i++)

{

if(read_bit())/*读一字节数据,一个时序中读一次,并作移位处理*/

value|=0x01<

delay(4);/*延时80us以完成此次都时序,之后再读下一数据*/

}

EA=1;

return(value);

}

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

复位子程序

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

unsignedcharreset()

{

unsignedcharpresence;

EA=0;

DQ=0;/*拉低DQ总线开始复位*/

delay(30);/*保持低电平480us*/

DQ=1;/*释放总线*/

delay(3);

presence=DQ;/*获取应答信号*/

delay(28);/*延时以完成整个时序*/

EA=1;

return(presence);/*返回应答信号,有芯片应答返回0,无芯片则返回1*/

}

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

获取温度子程序

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

voidget_temper()

{

unsignedchari,j;

do

{

i=reset();/*复位*/

}while(i!

=0);/*1为无反馈信号*/

i=0xcc;/*发送设备定位命令*/

write_byte(i);

i=0x44;/*发送开始转换命令*/

write_byte(i);

delay(180);/*延时*/

do

{

i=reset();/*复位*/

}while(i!

=0);

i=0xcc;/*设备定位*/

write_byte(i);

i=0xbe;/*读出缓冲区内容*/

write_byte(i);

j=read_byte();

i=read_byte();

i=(i<<4)&0x7f;

s=(unsignedint)(j&0x0f);

s=(s*100)/16;

j=j>>4;

temper=i|j;/*获取的温度放在temper中*/

}

/*====================================================================================================

InitializePIDStructure

=====================================================================================================*/

voidPIDInit(structPID*pp)

{

memset(pp,0,sizeof(structPID));

}

/*====================================================================================================

PID计算部分

=====================================================================================================*/

unsignedintPIDCalc(structPID*pp,unsignedintNextPoint)

{

unsignedintdError,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;

return(pp->Proportion*Error//比例

+pp->Integral*pp->SumError//积分项

+pp->Derivative*dError);//微分项

}

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

温度比较处理子程序

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

compare_temper()

{

unsignedchari;

if(set_temper>temper)

{

if(set_temper-temper>1)

{

high_time=100;

low_time=0;

}

else

{

for(i=0;i<10;i++)

{get_temper();

rin=s;//ReadInput

rout=PIDCalc(&spid,rin);//PerformPIDInteration

}

if(high_time<=100)

high_time=(unsignedchar)(rout/800);

else

high_time=100;

low_time=(100-high_time);

}

}

elseif(set_temper<=temper)

{

if(temper-set_temper>0)

{

high_time=0;

low_time=100;

}

else

{

for(i=0;i<10;i++)

{get_temper();

rin=s;//ReadInput

rout=PIDCalc(&spid,rin);//PerformPIDInteration

}

if(high_time<100)

high_time=(unsignedchar)(rout/10000);

else

high_time=0;

low_time=(100-high_time);

}

}

//else

//{}

}

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

T0中断服务子程序,用于控制电平的翻转,40us*100=4ms周期

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

voidserve_T0()interrupt1using1

{

if(++count<=(high_time))

output=1;

elseif(count<=100)

{

output=0;

}

else

count=0;

TH0=0x2f;

TL0=0xe0;

}

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

串行口中断服务程序,用于上位机通讯

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

voidserve_sio()interrupt4using2

{

/*EA=0;

RI=0;

i=SBUF;

if(i==2)

{

while(RI==0){}

RI=0;

set_temper=SBUF;

SBUF=0x02;

while(TI==0){}

TI=0;

}

elseif(i==3)

{

TI=0;

SBUF=temper;

while(TI==0){}

TI=0;

}

EA=1;*/

}

voiddisp_1(unsignedchardisp_num1[6])

{

unsignedcharn,a,m;

for(n=0;n<6;n++)

{

//k=disp_num1[n];

for(a=0;a<8;a++)

{

clk=0;

m=(disp_num1[n]&1);

disp_num1[n]=disp_num1[n]>>1;

if(m==1)

data1=1;

else

data1=0;

_nop_();

clk=1;

_nop_();

}

}

}

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

显示子程序

功能:

将占空比温度转化为单个字符,显示占空比和测得到的温度

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

voiddisplay()

{

unsignedcharcodenumber[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};

unsignedchardisp_num[6];

unsignedintk,k1;

k=high_time;

k=k%1000;

k1=k/100;

if(k1==0)

disp_num[0]=0;

else

disp_num[0]=0x60;

k=k%100;

disp_num[1]=number[k/10];

disp_num[2]=number[k%10];

k=temper;

k=k%100;

disp_num[3]=number[k/10];

disp_num[4]=number[k%10]+1;

disp_num[5]=number[s/10];

disp_1(disp_num);

}

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

主程序

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

main()

{

unsignedcharz;

unsignedchara,b,flag_2=1,count1=0;

unsignedcharphil[]={2,0xce,0x6e,0x60,0x1c,2};

TMOD=0x21;

TH0=0x2f;

TL0=0x40;

SCON=0x50;

PCON=0x00;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

PS=1;

EA=1;

EX1=0;

ET0=1;

ES=1;

TR0=1;

TR1=1;

high_time=50;

low_time=50;

PIDInit(&spid);//InitializeStructure

spid.Proportion=10;//SetPIDCoefficients

spid.Integral=8;

spid.Derivative=6;

spid.SetPoint=100;//SetPIDSetpoint

while

(1)

{

if(plus==0)

{

EA=0;

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(plus==0)

{

set_temper++;

flag=0;

}

}

elseif(subs==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;a<102;b++){}

if(subs==0)

{

set_temper--;

flag=0;

}

}

elseif(stop==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(stop==0)

{

flag=0;

break;

}

EA=1;

}

get_temper();

b=temper;

if(flag_2==1)

a=b;

if((abs(a-b))>5)

temper=a;

else

temper=b;

a=temper;

flag_2=0;

if(++count1>30)

{

display();

count1=0;

}

compare_temper();

}

TR0=0;

z=1;

while

(1)

{

EA=0;

if(stop==0)

{

for(a=0;a<5;a++)

for(b=0;b<102;b++){}

if(stop==0)

disp_1(phil);

//break;

}

EA=1;

}

}

//DS18b20子程序

#include

sbitDQ=P2^1;//定义端口

typedefunsignedcharbyte;

typedefunsignedintword;

//延时

voiddelay(worduseconds)

{

for(;useconds>0;useconds--);

}

//复位

byteow_reset(void)

{

bytepresence;

DQ=0;//DQ低电平

delay(29);//480us

DQ=1;//DQ高电平

delay(3);//等待

presence=DQ;//presence信号

delay(25);

return(presence);

}//0允许,1禁止

//从1-wire总线上读取一个字节

byteread_byte(viod)

{

bytei;

bytevalue=0;

for(i=8;i>0;i--)

{

value>>=1;

DQ=0;

DQ=1;

delay

(1);

if(DQ)value|=0x80;

delay(6);

}

return(value);

}

//向1-wire总线上写一个字节

voidwrite_byte(charval)

{

bytei;

for(i=8;i>0;i--)//一次写一个字节

{

DQ=0;

DQ=val&0x01;

delay(5);

DQ=1;

val=val/2;

}

delay(5);

}

//读取温度

charRead_Temperature(void)

{

union{

bytec[2];

intx;

}temp;

ow_reset();

write_byte(0xcc);

write_byte(0xBE);

temp.c[1]=read_byte();

temp.c[0]=read_byte();

ow_reset();

write_byte(0xCC);

write_byte(0x44);

returntemp.x/2;

}

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