高精度的恒温控制PID程序,8位MCU用C语言

Python019

高精度的恒温控制PID程序,8位MCU用C语言,第1张

以下程序供参考:

//51 温度PID经典算法

#include<reg51.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 data1=P1^0

sbit clk=P1^1

sbit plus=P2^0

sbit subs=P2^1

sbit stop=P2^2

sbit output=P3^4

sbit DQ=P3^3

unsigned char flag,flag_1=0

unsigned char high_time,low_time,count=0//占空比调节参数

unsigned char set_temper=25

unsigned char temper

unsigned char i

unsigned char j=0

unsigned int s

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

延时子程序,延时时间以12M晶振为准,延时时间为30us×time

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

void delay(unsigned char time)

{

unsigned char m,n

for(n=0n<timen++)

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

}

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

写一位数据子程序

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

void write_bit(unsigned char bitval)

{

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

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

void write_byte(unsigned char val)

{

unsigned char i

unsigned char temp

EA=0

TR0=0

for(i=0i<8i++) /*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

}

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

读一位数据子程序

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

unsigned char read_bit()

{

unsigned char i,value_bit

EA=0

DQ=0/*拉低DQ,开始读时序*/

_nop_()

_nop_()

DQ=1/*释放总线*/

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

value_bit=DQ

EA=1

return(value_bit)

}

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

读一字节数据子程序

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

unsigned char read_byte()

{

unsigned char i,value=0

EA=0

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

{

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<<i

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

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

unsigned char reset()

{

unsigned char presence

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

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

void get_temper()

{

unsigned char i,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=(unsigned int)(j&0x0f)//得到小数部分

s=(s*100)/16

j=j>>4

temper=i|j/*获取的温度放在temper中*/

}

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

Initialize PID Structure

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

void PIDInit (struct PID *pp)

{

memset ( pp,0,sizeof(struct PID)) //全部初始化为0

}

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

PID计算部分

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

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

return (pp->Proportion * Error // 比例项

+ pp->Integral * pp->SumError // 积分项

+ pp->Derivative * dError) // 微分项

}

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

温度比较处理子程序

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

void compare_temper()

{

unsigned char i

if(set_temper>temper) //是否设置的温度大于实际温度

{

if(set_temper-temper>1) //设置的温度比实际的温度是否是大于1度

{

high_time=100 //如果是,则全速加热

low_time=0

}

else //如果是在1度范围内,则运行PID计算

{

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

{

get_temper() //获取温度

rin = s// Read Input

rout = PIDCalc ( &spid,rin )// Perform PID Interation

}

if (high_time<=100)

high_time=(unsigned char)(rout/800)

else

high_time=100

low_time= (100-high_time)

}

}

else if(set_temper<=temper)

{

if(temper-set_temper>0)

{

high_time=0

low_time=100

}

else

{

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

{

get_temper()

rin = s// Read Input

rout = PIDCalc ( &spid,rin )// Perform PID Interation

}

if (high_time<100)

high_time=(unsigned char)(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

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

void serve_T0() interrupt 1 using 1

{

if(++count<=(high_time))

output=1

else if(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

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

void serve_sio() interrupt 4 using 2

{

/* EA=0

RI=0

i=SBUF

if(i==2)

{

while(RI==0){}

RI=0

set_temper=SBUF

SBUF=0x02

while(TI==0){}

TI=0

}

else if(i==3)

{

TI=0

SBUF=temper

while(TI==0){}

TI=0

}

EA=1*/

}

void disp_1(unsigned char disp_num1[6])

{

unsigned char n,a,m

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

{

// k=disp_num1[n]

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

{

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

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

void display()

{

unsigned char code number[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6}

unsigned char disp_num[6]

unsigned int k,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

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

void main()

{

unsigned char z

unsigned char a,b,flag_2=1,count1=0

unsigned char phil[]={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 ) // Initialize Structure

spid.Proportion = 10// Set PID Coefficients 比例常数 Proportional Const

spid.Integral = 8 //积分常数 Integral Const

spid.Derivative =6 //微分常数 Derivative Const

spid.SetPoint = 100// Set PID Setpoint 设定目标 Desired Value

while(1)

{

if(plus==0)

{

EA=0

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

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

if(plus==0)

{

set_temper++

flag=0

}

}

else if(subs==0)

{

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

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

if(subs==0)

{

set_temper--

flag=0

}

}

else if(stop==0)

{

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

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

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=0a<5a++)

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

if(stop==0)

disp_1(phil)

// break

}

EA=1

}

}

看你用到什么上,如果是四旋翼,要通过四个翼的方向来判断。如果是单纯的一个pwm的PID闭环系统,比如稳压恒流,电机恒速,那就直接将P+I+D部分输出给PWM就是了。比如MSP430的:CCR1=P+I+D; 这里的CCR1就是430脉宽。PID会自己通过测量到的实际值调整CCR1的值,也就是脉宽。

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

int main()

{

int pipe_fds[2]

int pid

if(pipe(pipe_fds))

{

fprintf(stderr,"pipe error!\n")

return -1

}

if((pid = fork())<0)

{

fprintf(stderr, "fork error!\n")

return -1

}

if(pid == 0)

{

char buf[20] = {0}

int n,i

close(pipe_fds[1])

read(pipe_fds[0],buf,sizeof(buf))

n=atoi(buf)

for(i=1i<=ni++)

{

if(i%10 == 0)

printf("\n")

printf("%d\t",i)

}

close(pipe_fds[0])

}

else

{

int m

char bf[20] = {0}

close(pipe_fds[0])

printf("the child pid:%d\n",pid)

printf("please input number:")

scanf("%d",&m)

printf("\n")

sprintf(bf,"%d",m)

write(pipe_fds[1],bf,sizeof(bf))

wait(NULL)

printf("child complete!\n")

}

return 0

}