温度PID控制源码基于51单片机.docx
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温度PID控制源码基于51单片机
/************************************************************
类型：
温度传感器液晶综合运用。
现象：
在液晶上面显示当前环境温度。
编写：
铁牛电子
时间：
2009.3
修改：
无
【版权】Copyright（C）铁牛电子AllRightsReserved
【声明】此程序仅用于学习与参考，引用请注明版权和作者信息！
************************************************************/
#include//52单片机头文件，一般不要改动，里面包含特殊功能寄存器的定义
#include
#include
#include
#defineucharunsignedchar//将unsignedchar定义为uchar，简化输写。
提高编程速度
#defineuintunsignedint//将unsignedchar定义为uint，简化输写。
提高编程速度
uintshi,ge,xiaoshu;
uintmiao,fen,shi0;
uchari,x,c,crout,d,high_time,low_time;
uintnum;
uintset_temp;
sbitlcdrs=P1^0;//数据命令选择控制
sbitlcdrw=P1^1;//读/写选择控制
sbitlcden=P1^2;
sbits1=P0^0;
sbits2=P0^1;
sbits3=P0^2;
sbitrd=P0^7;
sbitjdq=P3^5;
structPID{
uintSetPoint;//设定目标DesiredValue
uintProportion;//比例常数ProportionalConst
uintIntegral;//积分常数IntegralConst
uintDerivative;//微分常数DerivativeConst
uintLastError;//Error[-1]
uintPrevError;//Error[-2]
uintSumError;//SumsofErrors
};
structPIDspid;//PIDControlStructure
uintrout;//PIDResponse（Output）
uintrin;//PIDFeedback（Input）
uintNextPoint;
uinttemper;
unsignedcharj;
ucharcount,s1num;
ucharcodet0[]="Thetemperature";
ucharcodet1[]="isC";
ucharcodet2[]="Thetemperature";
ucharcodet3[]="isC";
ucharcodewendu[]="0123456789";//利用一个温度表解决温度显示乱码
sbitDS=P3^3;//定义温度DS18B20接口，详情见原理图
voiddelay（ucharz）
{
ucharx,y;
for（x=100;x>1;x--）
for（y=z;y>1;y--）;
}
voidwrite_com（ucharcom）//写指令码
{
lcdrs=0;
lcden=0;
P2=com;//送指令码
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidwrite_date（uchardate）
{
lcdrs=1;
lcden=0;
P2=date;
delay（5）;
lcden=1;
delay（5）;
lcden=0;
}
voidinit_lcd（）//初始化程序
{
//dula=0;
//wela=0;//关掉数码管
lcden=0;
lcdrw=0;
write_com（0x38）;//显示模式设置
write_com（0x01）;
write_com（0x0c）;
write_com（0x06）;
write_com（0x80）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_date（t0[i]）;
delay（0）;
}
write_com（0x80+0x40）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_date（t1[i]）;
delay（0）;
}
}
/*************DS18B20温度读取模块*************/
voidtmpDelay（intnum）//延时函数
{
while（num--）;
}
voidInit_DS18B20（）//初始化ds1820
{
unsignedcharx=0;
DS=1;//DS复位
tmpDelay（8）;//稍做延时
DS=0;//单片机将DS拉低
tmpDelay（80）;//精确延时大于480us
DS=1;//拉高总线
tmpDelay（14）;
x=DS;//稍做延时后如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败
tmpDelay（20）;
}
unsignedcharReadOneChar（）//读一个字节
{
unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DS=0;//给脉冲信号
dat>>=1;
DS=1;//给脉冲信号
if（DS）
dat|=0x80;
tmpDelay（4）;
}
return（dat）;
}
voidWriteOneChar（unsignedchardat）//写一个字节
{
unsignedchari=0;
for（i=8;i>0;i--）
{
DS=0;
DS=dat&0x01;
tmpDelay（5）;
DS=1;
dat>>=1;
}
}
unsignedintReadtemp（）//读取温度
{
unsignedchara=0;
unsignedcharb=0;
unsignedintt=0;
floattt=0;
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0x44）;//启动温度转换
Init_DS18B20（）;
WriteOneChar（0xCC）;//跳过读序号列号的操作
WriteOneChar（0xBE）;//读取温度寄存器
a=ReadOneChar（）;//连续读两个字节数据//读低8位
b=ReadOneChar（）;//读高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;//两字节合成一个整型变量。
tt=t*0.0625;//得到真实十进制温度值，因为DS18B20可以精确到0.0625度，所以读回数据的最低位代表的是0.0625度
t=tt*10+0.5;//放大十倍，这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数字，同时进行一个四舍五入操作。
return（t）;
}
voiddisplay（）//显示函数
{
write_com（0x80）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_date（t2[i]）;
delay（5）;
}
write_com（0x80+0x40）;//更改数据指针，让字符换行
for（i=0;i<16;i++）
{
write_date（t3[i]）;
delay（5）;//增加延时可以达到动态的效果
}
write_com（0x80+0x40+5）;
write_date（wendu[shi0]）;
write_com（0x80+0x40+6）;
write_date（wendu[fen]）;
write_com（0x80+0x40+7）;
write_date（0x2e）;
write_com（0x80+0x40+8）;
write_date（wendu[miao]）;
write_com（0x80+0x40+9）;
write_date（0xa1）;
}
voiddisplay1（）
{
uintnum;//定义的时候用uchar宏定义就会出错
uintshi,ge,xiaoshu;//这里的num,shi,ge,xiaoshu必须用uint无符号整数来表示，用uchar字符型则显示错误
num=Readtemp（）;
shi=num/100;
ge=num/10%10;
xiaoshu=num%10;
write_com（0x80+0x40+5）;
write_date（wendu[shi]）;
write_com（0x80+0x40+6）;
write_date（wendu[ge]）;
write_com（0x80+0x40+7）;
write_date（0x2e）;
write_com（0x80+0x40+8）;
write_date（wendu[xiaoshu]）;
write_com（0x80+0x40+9）;
write_date（0xa1）;
}
/*voidwrite_sfm（ucharadd,uchardate）
{
ucharge;
//shi=date/10;
ge=date%10;
//xiaoshu=num%10;
write_com（0x80+0x40+add）;
//write_date（0x30+shi）;
write_date（0x30+ge）;
//write_date（0x30+xiaoshu）;
}*/
voidint0（）interrupt0
{
EX0=0;
display（）;
while
（1）
{
rd=0;
if（s1==0）
{
delay（5）;
if（s1==0）
{s1num++;
while（!
s1）;
if（s1num==1）
{
TR0=0;
write_com（0x80+0x40+8）;
write_com（0x0f）;
}
}
if（s1num==2）
{
write_com（0x80+0x40+6）;
}
if（s1num==3）
{
write_com（0x80+0x40+5）;
}
if（s1num==4）
{
s1num=0;
write_com（0x0c）;
TR0=1;
set_temp=shi0*100+fen*10+miao;
break;
}
}
if（s1num!
=0）
{
if（s2==0）
{
delay（5）;
if（s2==0）
{
while（!
s2）;
if（s1num==1）
{
miao++;
if（miao==10）
miao=0;
write_date（wendu[miao]）;
write_com（0x80+0x40+8）;
}
if（s1num==2）
{
fen++;
if（fen==10）
fen=0;
write_date（wendu[fen]）;
write_com（0x80+0x40+6）;
}
if（s1num==3）
{
shi0++;
if（shi0==10）
shi0=0;
write_date（wendu[shi0]）;
write_com（0x80+0x40+5）;
}
}
}
}
}
EX0=1;
}
voidPIDInit（structPID*pp）
{
memset（pp,0,sizeof（structPID））;
}
floatPIDCalc（structPID*pp,NextPoint）
{
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+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError）;
}
compare_temper（）
{
spid.SetPoint=set_temp;//SetPIDSetpoint
temper=Readtemp（）;
set_temp=shi0*100+fen*10+miao;
if（set_temp>temper）
{
if（set_temp-temper>50）
{
jdq=0;
}
elseif（set_temp-temper<=50）
{
for（j=0;j<10;j++）
{
temper=Readtemp（）;
rin=temper;//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_temp<=temper）
{
jdq=1;
}
}
}
voidmain（）
{
c=0;
d=0;
PIDInit（&spid）;//InitializeStructure
spid.Proportion=10;//SetPIDCoefficients
spid.Integral=8;
spid.Derivative=6;
spid.SetPoint=set_temp;
init_lcd（）;
set_temp=330;
shi0=set_temp/100;
fen=set_temp%100/10;
miao=set_temp%10;
EA=1;
EX0=1;
IT0=1;
while
（1）
{
//keyscan（）;
display（）;
delay（10）;
compare_temper（）;
for（c>0;c{
jdq=0;
delay（5）;
low_time=15750-high_time;
}
for（d=0;d{
jdq=1;
delay（5）;
}
display（）;
}
}
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