改良基于51單片機pid算法水溫控制系統程序+Proteus仿真

ID:511875 · 發表于 2019-6-12 12:56

實現了升溫，降溫控制，用了pid算法

單片機源程序如下:

#include <REG51.H>
#define Kp 18 //比例系數 18
#define Ki 13 //積分系數 13
#define Kd 0.8 //微分系數 0.3
unsigned char m,n,p; //溫度的十位個位小數
unsigned char test_temp; //溫度檢定標志
unsigned char key_set_flag; //按鍵設定進入標志
unsigned char flag=1; //按鍵保持標志
unsigned char Change_step=1; //溫度設置步進
unsigned char T0_H = 0,T0_L = 0,T1_H=0,T1_L=0,T0h=0,T0l=0;
unsigned char t0=0,t1=0;
int Real_temp; //實際溫度值
int Set_temp; //設置溫度
int Disp_temp; //顯示溫度
int last_error; //上次誤差
float I_term; //前面溫差和
bit key_hold;
int PID_MAX;
unsigned int out,PWMT,counter,kk,outp;
int time; //脈沖觸發時刻
sbit DQ=P1^0; //定義DS18b20的管腳 1.0
sbit L1=P2^0; //定義控制數碼管的管腳
sbit L2=P2^2;
sbit L3=P2^4;
sbit L4=P2^6;
sbit k1=P3^3;
sbit k2=P3^4;
sbit k3=P3^5;
sbit PWM=P2^7; //PWM控制腳
//sbit jia=P2^5;
unsigned char table[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x7F,0xbF,0xC6};//0-9數字，后面為". - C"
/*****延時子程序*****/
void delay(unsigned int t)
{
for(;t>0;t--);
}
void delay_50us(unsigned int t)
{
unsigned char j;
for(;t>0;t--)
for(j=19;j>0;j--);
}
/*****初始化DS18B20*****/
unsigned char Init_DS18B20(void)
{
unsigned char x=0;
DQ = 1; //DQ復位
delay(8); //稍做延時
DQ = 0; //單片機將DQ拉低
delay(80); //精確延時，大于480us
DQ = 1; //拉高總線
delay(8);
x = DQ; //稍做延時后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗
delay(4);
return x;
}
/*****讀一個字節*****/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 給脈沖信號
dat>>=1;
DQ = 1; // 給脈沖信號
if(DQ)
dat|=0x80;
delay(4);
}
return(dat);
}
/*****寫一個字節*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
delay(4);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
delay(4);
}
/*****讀取溫度*****/
int ReadTemperature(void)
{
unsigned char a=0;
unsigned char b=0;
unsigned int t=0;
t=Init_DS18B20();
if(t) return Real_temp;
WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0x44); //啟動溫度轉換
t=Init_DS18B20();
if(t) return Real_temp;
WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器
a=ReadOneChar(); //讀低8位
b=ReadOneChar(); //讀高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
if(t<=0||t>0x900)
return Real_temp;
t=t*0.625+0.5;
return(t);
}
void display(signed int dd)//數碼管掃描函數
{
int tt=0;
tt= dd; //放大10倍輸出并四舍五入
m=tt/100; //分離出十位
n=(tt%100)/10; //分離出個位
p=tt%10; //分離出小數位
//m
P0=table[12];
L1=0; //暫未1，如用三極管驅動要改為0 L1
delay(300);
L1=1; //后關閉顯示
P0=table[n]; //n
L3=0; //L2
delay(300);
L3=1;
P0=table[10]; //10
L3=0; //L2
delay(300);
L3=1;
P0=table[p]; //小數部分p
L2=0; //L3
delay(300);
L2=1;
P0=table[m]; //12
L4=0;
delay(300);
L4=1;
}
void key_set(void)
{
if(k1==0)
{
delay(10);
while(!k1);
key_hold=~key_hold;
}
if(key_hold==0)
{
if(k2==0)
{
delay(10);
while(!k2);
Set_temp=Set_temp+1;
if(Set_temp>99)
Set_temp=99;
}
}
if(key_hold==0)
{
if(k3==0)
{
delay(10);
while(!k3);
Set_temp=Set_temp-1;
if(Set_temp<1)
Set_temp=1;
}
}
}
int PID(int Set_value,int Real_value) //標準PID溫度控制算法
{
float uk ,uk1 ,duk;
int pid_out,e ,e1 ,e2;
e=Set_value-Real_value;//誤差量
duk=Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2); //+Kd*(e-2e1+e2)
uk=uk1+duk;
pid_out=(int)uk;
uk1=uk;
e2=e1;
e1=e;
if(pid_out>1000) //1000
{
pid_out=990;// 990
}
else if(pid_out<10) //10
{
pid_out=10; //10
}
outp=pid_out;
return(pid_out);
}
void T0_int(void) interrupt 1
{
T0_H = (65535-2000)/256; //PWM=1高位初值計算
T0_L = (65535-2000)%256; //PWM=1低位初值計算
TH0 = T0_H; //通的初值高位
TL0= T0_L; //通的初值低位
kk++;
if(kk>1000)
kk=0;
if(kk>outp)
{PWM=1;
// jia=1;
}
else {PWM=0;
//jia=0;
}
}
void main()
{
PWMT=128; //128級步進PWM控制
PID_MAX=PWMT;
counter=0;
out=0;
PWM=1;
// jia=1;
I_term=0;
last_error=0;
Set_temp=40; //初始設定溫度為41度
Real_temp=Set_temp*10;
key_hold=1;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0x44); //啟動溫度轉換
delay_50us(15000); //等待溫度測量 15000
TMOD=0x01; //定時器0模式1
TR0=1;
ET0=1;
IT0=1;
EX0=1;
EA=1;
while(1)
{
counter++;
if(counter>40) //if(counter>40)
{
test_temp=1; //進行一次溫度檢定
counter=0;
}
if(test_temp) //溫度檢定標志置位，進入溫度PID調節
{
Real_temp=ReadTemperature(); //采集當前實際溫度
if(Real_temp>Set_temp*10)
PWM=1;
else
PID(Set_temp*10,Real_temp); //PID程序
test_temp=0; //檢定完成，清溫度檢定標志
}
if(key_hold)
Disp_temp=Real_temp;
else Disp_temp=Set_temp;
display(Disp_temp);
key_set(); //按鍵溫度設置
}
}

復制代碼

所有資料51hei提供下載:

水溫控制系統1.zip (338.66 KB, 下載次數: 533)

ID:165363 · 發表于 2019-6-24 10:04

感謝分享，學習一下。

ID:597627 · 發表于 2019-8-17 11:23

感謝，很有用學習了

ID:546381 · 發表于 2019-11-25 16:24

感謝分享，學習一下。不知道能不能用

ID:665952 · 發表于 2019-12-17 10:00

感謝分享。非常好用

ID:665952 · 發表于 2019-12-17 10:07

挺好用的非常完美

ID:666029 · 發表于 2019-12-17 10:48

挺全面呀，發現新大陸

ID:666029 · 發表于 2019-12-17 10:48

感謝，仿真圖有高清版嗎，大神

ID:666029 · 發表于 2019-12-17 13:40

1151541640 發表于 2019-12-17 10:00
感謝分享。非常好用

確實挺好用

ID:97678 · 發表于 2019-12-17 14:25

好東西，值得學習！！！！！！！！！！

ID:67838 · 發表于 2020-1-2 20:25

效果不太理想，數據誤差太大

ID:292097 · 發表于 2020-1-2 22:46

樓主太優秀了

ID:67838 · 發表于 2020-1-5 00:39

做成實物，數碼管閃爍厲害，調整溫度只能調到9.9度，望樓主審查后再發出來

ID:67838 · 發表于 2020-1-5 00:40

else Disp_temp=Set_temp;這句代碼不全281行

ID:724791 · 發表于 2020-4-8 20:23

樓主我想知道P2^7這個管腳接的器件是什么

ID:724791 · 發表于 2020-4-8 22:01

您好，我想請問一下，示波器跟繼電器是怎么調配的

ID:470525 · 發表于 2021-5-28 08:41

duk=Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2); //+Kd*(e-2e1+e2)這公式錯了吧

ID:385637 · 發表于 2021-9-9 10:36

121385936 發表于 2021-5-28 08:41
duk=Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2); //+Kd*(e-2e1+e2)這公式錯了吧

PID=Uk+KP*【E(k)-E(k-1)】+KI*E(k)+KD*【E(k)-2E(k-1)+E(k-2)】公式沒錯哦

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