PID-温控类-51单片机温度PID控制程序1602显示

泰骏兴电子

51单片机温度PID控制程序1602显示
以下是部分代码

1. /******************************************************************
   
2. 
   
3. Main.C  file
   
4. 作者：颜强
   
5. 建立日期: 2011.12.23
   
6. 版本：V1.0
   
7. Copyright(C) bg8wj
   
8. /*******************************************************************/
   
9. #include "ioconfig.h"
   
10. #include "includes.h"
    
11. #include "datacomm.h"
    
12. /************************************************
    
13.               PID函数
    
14. *************************************************/
    
15. void PIDInit (struct PID *pp)
    
16. {
    
17.   memset ( pp,0,sizeof(struct PID));
    
18. }
    
19. /************************************************
    
20.               增量控制PID函数体
    
21. 51单片机最不擅长浮点数计算，转换成int型计算
    
22. *************************************************/
    
23. unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )
    
24. {
    
25.   unsigned int dError,Error,pError;
    
26.   //增量法计算公式：
    
27.   //Pdt=Kp*[E(t)-E(t-1)]+Ki*E(t)+Kd*[E(t)-2*E(t-1)+E(t-2)]
    
28.   Error = set_temper - NextPoint;       // 偏差E(t)
    
29.   pError=Error-pp->LastError;         //E(t)-E(t-1)
    
30.   dError=Error-2*pp->LastError+pp->PrevError; //E(t)-2*E(t-1)+E(t-2)
    
31.   pp->PrevError = pp->LastError;
    
32.   pp->LastError = Error;
    
33.   return (
    
34.             pp->Proportion * pError        //比例
    
35.             + pp->Integral *Error  //积分项
    
36.             + pp->Derivative * dError          // 微分项
    
37.                         );  
    
38. }
    
39. 
    
40. /************************************************
    
41.                                 PID函数初始化
    
42. *************************************************/
    
43. void PIDBEGIN()
    
44. {
    
45.   PIDInit(&spid); // Initialize Structure
    
46.   spid.Proportion = 10; // Set PID Coefficients
    
47.   spid.Integral = 5;
    
48.   spid.Derivative =4;
    
49. }
    
50. /************************************************
    
51.                          实时温度读取函数
    
52. 从DS18b20中读取实时温度
    
53. 返回值放大10倍便于PID计算
    
54. *************************************************/
    
55. int ReadTemperature(void)
    
56. {
    
57.         unsigned char TPL=0;
    
58.         unsigned char TPH=0;
    
59.         unsigned int temperture=0;
    
60. 
    
61.         //EA = 0;                 
    
62.         Init_DS18B20();
    
63.         WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
    
64.         WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度
    
65.         TPL=ReadOneChar();        //读温度低字节
    
66.         TPH=ReadOneChar();        //读温度高字节
    
67. 
    
68.         //启动下一次温度转换
    
69.         Init_DS18B20();
    
70.         WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
    
71.         WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
    
72.          //temperture=(TPH*256+TPL)*0.0625   //真实温度值 范围（+125，-55）
    
73.         if(TPH&0xfc)
    
74.          {
    
75.            tp_flag=1;    //负温度标记
    
76.            temperture=((TPH<<8)|TPL);
    
77.            temperture=((~temperture)+1);
    
78.            temperture*=0.625+0.5;
    
79.          }
    
80.         else
    
81.          {
    
82.            tp_flag=0;
    
83.            //temperture=((TPH<<8)|TPL)*0.0625 //温度输出值范围（125.00，-55.00）
    
84.            temperture=((TPH<<8)|TPL)*0.625+0.5;//温度值放大10倍 范围（+1250.00，-550.00）
    
85.          }                                                                        //         +0.5四舍五入 精度只到小数后一位
    
86.         return(temperture);         
    
87. }
    
88. /************************************************
    
89.                                   lcd1602显示函数
    
90. *************************************************/
    
91. void xianshi(void)
    
92. {
    
93.     LCD_Write_String(0,0,"NOW TMP:");
    
94.         LCD_Write_String(0,1,"SET TMP:");
    
95. }
    
96. /************************************************
    
97.                         lcd1602显示实时温度
    
98. *************************************************/
    
99. void view(unsigned int tmp)
    
100. {
     
101.         LCD_Write_Char(15,0,'C');
     
102.         LCD_Write_Char(14,0,0xdf);//摄氏温度符号
     
103.         LCD_Write_Char(13,0,zhi[tmp%10]);//小数点后第1位
     
104.         LCD_Write_Char(12,0,'.');                 
     
105.         LCD_Write_Char(11,0,zhi[tmp%100/10]);//        个位
     
106.         LCD_Write_Char(10,0,zhi[tmp/100]);         //十位
     
107.         if(0==tmp/1000)LCD_Write_Char(9,0,' ');//百位 如果为零显示空格
     
108.         else
     
109.          LCD_Write_Char(9,0,zhi[tmp/1000]);
     
110.         if(1==tp_flag)LCD_Write_Char(8,0,'-');//正负温度符号显示 负温度显示- 0上显示空格
     
111.          else
     
112.          LCD_Write_Char(8,0,' ');
     
113. }
     
114. /***********************************************************
     
115.              PID温度控制做动函数
     
116. ***********************************************************/
     
117. void compare_temper()                 //PID温度控制输出函数
     
118. {
     
119.   unsigned char i;
     
120.   
     
121.   if(set_temper>temper)
     
122.    {
     
123.     if(set_temper-temper>50)//如果控制目标温度温与实时温度差大于5度，（放大10倍）是50
     
124.      {
     
125.       
     
126.            PWM0_set(10); //PWM 输出高电平占空比最大。即全速加温
     
127.            PWM1_set(10);
     
128.      }
     
129.         else
     
130.     {
     
131.      for(i=0;i<10;i++) //5度范围内PID增量控制，10次周期 即PID积分式中T=10
     
132.      {
     
133.       rin=ReadTemperature();//PID输入实时温度采样值
     
134.       rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // PID增量输出
     
135.      }//PID增量输出范围（0-255）配合pwm取值范围
     
136.      send_string_com("pid out:"); //串口输出监视数据
     
137.          send_char_com(rin); //实时温度值
     
138.          send_char_com(rout);//PID增量输出值
     
139.          send_char_com(0x0d);//输出回车，换行间隔控制字符
     
140.          send_char_com(0x0a);//
     
141.          
     
142.          if(rout>=240)rout=240;        //保障PWM输入值10-240 防止pwm出现失调。stc单片机特性。
     
143.          if(rout<=20)rout=20;
     
144.          
     
145.          PWM0_set(255-rout);
     
146.          PWM1_set(255-rout);
     
147.           
     
148.     }
     
149.    }
     
150.   else if(set_temper<=temper) //目标温度小于实时温度pwm输出低电平最高占空比，关闭加热。
     
151.    {
     
152.      PWM0_set(250);
     
153.          PWM1_set(250);
     
154.    }
     
155. }
     
156. /************************************************
     
157.                         系统初始化函数
     
158. *************************************************/
     
159. void Sys_Init()                                                               
     
160. {
     
161. PWM_init();
     
162. PIDBEGIN();
     
163. LCD_Init();
     
164. Init_DS18B20();
     
165. LCD_Clear();
     
166. InitUart1();
     
167. }
     
168. /*************************************************
     
169.                   主函数
     
170. **************************************************/
     
171. void main(void)
     
172. {        
     
173. Sys_Init();                //系统初始化
     
174. xianshi();                        //显示字符
     
175. PWM0_set(250);                //初始化PWM两路输出最高低电平占空比，不要加热
     
176. PWM1_set(250);
     
177. delay500ms();                //延时稍等芯片初始化
     
178. while(1)
     
179.   {  
     
180.            EA=0;
     
181.           k=KeyPro();            //键盘扫描
     
182.           if(k!=0xff)
     
183.            {
     
184.            if(k==15){i=0;shu[0]=0;shu[1]=0;shu[2]=0;shu[3]=0;}
     
185.            else{shu[i]=k;i++;if(i>3)i=0;}//键值15对应清除设定温度显示及数组为0
     
186.          }
     
187.          if(k==14)//键值14键 置入设定温度并确定 输入格式xxx+确定键 第一位是百度 为0需要输入0
     
188.          {
     
189.           EA=1;
     
190.           set_temper=1000*(shu[0])+100*shu[1]+10*shu[2];
     
191.           compare_temper();        //启动PID温度控制作动函数
     
192.          }
     
193.         LCD_Write_Char(15,1,'C');        //显示设定温度值百位为0时 显示空格 但是输入必须输入0
     
194.            LCD_Write_Char(14,1,0xdf); //温标符号
     
195.         LCD_Write_Char(13,1,zhi[0]);
     
196.         LCD_Write_Char(12,1,'.');
     
197.         LCD_Write_Char(11,1,zhi[shu[2]]);
     
198.         LCD_Write_Char(10,1,zhi[shu[1]]);
     
199.        
     
200.         if(shu[0]==0)LCD_Write_Char(9,1,' ');
     
201.         else LCD_Write_Char(9,1,zhi[shu[0]]);   
     
202.        
     
203.         if(counter-- == 0) //温度联系读5次
     
204.          {
     
205.           temper=ReadTemperature();                        
     
206.           counter =5;
     
207.          }
     
208.         view(temper);    //温度显示；
     
209.         if(!set_temper==0)compare_temper();//只有设置目标温度后才启动PID温控作动函数       
     
210. }
     
211. }
     

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