1、我的題目是：基于PID算法的溫度控制系統(tǒng)89C51單片機，通過鍵盤輸入預(yù)設(shè)值，與DS18B20測得的實際值做比較，然后驅(qū)動制冷或加熱電路。用keilC語言來實現(xiàn)PID的控制。最佳答案7f0f2f1c2f>比陽0+丸出心下。H*T&=。.12)長(7的c(kT)-c(k-l)Tek-小。出TTd/=Kc£(力+e(z)d/+TDdzE(K)E(K-DEfK)E("1)(1)。山=七E(j)AF=TE(j)J。J-0)-0F(K)=KfE(K)+,£e(Q+II(4)89C89C1L50c3c2006-02-17辛E(K)E(KD)2009-04-232

2、009-04-232009-04-242009-04-242009-10-11超低溫漂移高精度運算放大器0P07將溫度一電壓信號進(jìn)行放大，便于A/D進(jìn)行車換，以提高溫度采集電路的可靠性。模擬電路硬件部分見圖2。圖2?溫度電壓轉(zhuǎn)換電路電控制執(zhí)行電路的設(shè)計?由輸出來控制電爐，電爐可以近似建立為具有滯后性質(zhì)的一階慣性環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型。其傳遞函數(shù)形式為：?可控硅可以認(rèn)為是線形環(huán)節(jié)實現(xiàn)對水溫的控制。單片機輸出與電爐功率分別屬于弱電與強電部分，需要進(jìn)行隔離處理，這里采用光耦元件TLP521在控制部分進(jìn)彳f光電隔離，此外采用變壓器隔離實現(xiàn)弱強電的電源隔離。?單片機PWM輸出電平為0時,光耦元件導(dǎo)通，從而使三極管

3、形成有效偏置而導(dǎo)通，通過整流橋的電壓經(jīng)過集電極電阻以及射集反向偏壓，有7V左右的電壓加在雙向可控硅控制端，從而使可控硅導(dǎo)通，交流通路形成，電阻爐工作；反之單片機輸出電平為0時，光耦元件不能導(dǎo)通，三極管不能形成有效偏置而截止，可控硅控制端電壓幾乎為零，可控硅截止從而截斷交流通路，電爐停止工作。此外,還有越限報警，當(dāng)溫度低于下限時發(fā)光二極管亮；高上限時蜂鳴器叫。控制執(zhí)行部分的硬件電路如下：圖3?控制執(zhí)行部分電路3鍵盤及顯示的設(shè)計?鍵盤采用軟件查詢和外部中斷相結(jié)合的方法來，低電平有效。圖3中按鍵AN1,AN2,AN3,AN4,AN5的功能定義如表1所示。?按鍵AN3與相連，采用外部中斷方式，并且優(yōu)先

4、級定為最高；按鍵AN5和AN4分別與和相連，采用軟件查詢的方式；AN1則為硬件復(fù)位鍵，與R、C構(gòu)成復(fù)位電路?褰1按鍵功能按鍵鍵名功能AN1復(fù)位鍵使系統(tǒng)復(fù)位AN2運行鍵使系統(tǒng)開始數(shù)據(jù)采集AN3?功能轉(zhuǎn)換鍵按鍵按下(D1亮)時，顯示溫度設(shè)定值；按鍵升起(D1不亮)時，顯示前溫度值A(chǔ)N4加一鍵設(shè)定溫度漸次加一AN5減一鍵設(shè)定溫度漸次減一?顯示采用3位共陽LED靜態(tài)顯示方式，顯示內(nèi)容有溫度值的十位、個位及小數(shù)點后一位，這樣可以只用(RXD)口來輸出顯示數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了單片機端口資源，在口和(TXD)的控制下通過74LS164來實現(xiàn)3位靜態(tài)顯示。數(shù)字電路硬件部分見圖：圖4?數(shù)字硬件電路示意圖三？系統(tǒng)軟件

5、設(shè)計?系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現(xiàn)模塊和運算控制模塊。1主程序模塊?在主程序中首先給定PID算法的參數(shù)值，然后通過循環(huán)顯示當(dāng)前溫度，并且設(shè)定鍵盤外部中斷為最高優(yōu)先級，以便能實時響應(yīng)鍵盤處理；軟件設(shè)定定時器T0為5秒定時，在無鍵盤響應(yīng)時每隔5秒響應(yīng)一次，以用來采集經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的溫度信號；設(shè)定定時器T1為嵌套在T0之中的定時中斷，初值由PID算法子程序提供。在主程序中必須分配好每一部分子程序的起始地址，形式如下：?ORG?0000H?AJMP?MAIN?ORG?0003H?AJMP?INTO?ORG?000BH?AJMP?TT0?ORG?001BH?AJMP?TT1?主程序流程

6、圖見圖5。2功能實現(xiàn)模塊?以用來執(zhí)行對可控硅及電爐的控制。功能實現(xiàn)模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換子程序、中斷處理子程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序等部分組成。T0中斷子程序?該中斷是單片機內(nèi)部5s定時中斷，優(yōu)先級設(shè)為最低，但卻是最重要的子程序。在該中斷響應(yīng)中，單片機要完成A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、判斷是否越限、標(biāo)度轉(zhuǎn)換處理、繼續(xù)顯示當(dāng)前溫度、與設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)用PID算法子程序并輸出控制信號等功能。T1中斷子程序?T1定時中斷嵌套在T中斷之中，優(yōu)先級高于T中斷,其定時初值由PID算法子程序提供，T1中斷響應(yīng)的時間用于輸出可控硅（電爐）的控制信號。3?運算控制模塊?運算控制模塊涉及標(biāo)度轉(zhuǎn)換、PID算

7、法、以及該算法調(diào)用到的乘法子程序等。標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序?該子程序作用是將溫度信號（00HFFH）轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度值，以便送顯示或與設(shè)定值在相同量綱下進(jìn)行比較。所用線形標(biāo)度變換公式為:式中,Ax：實際測量的溫度值；Nx：經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的溫度量；Am=90;Ao=40;Nm=FEH;No=01H;?單片機運算采用定點數(shù)運算，并且在高溫區(qū)和低溫區(qū)分別用程序作矯正處理，溫度計測量值與LED顯示見圖7。PID算法子程序?系統(tǒng)算法控制采用工業(yè)上常用的位置型PID數(shù)字才$制，并且結(jié)合特定的系統(tǒng)加以算法的改進(jìn)，形成了變速積分PID一積分分離PID控制相結(jié)合的自動識別的控制算法。該方法不僅大大減小了超調(diào)量(見圖9)

8、,而且有效地克服了積分飽和的影響，使控制精度大大提高。PID控制算法的流程圖如圖8。圖7?溫度計測量值與報警方式圖圖8?PID控制算法流程圖圖9中,初始水溫為26Co實現(xiàn)思想：Ui(k)為第k次采樣溫度值，Ur為設(shè)定值。e(k)使用PD算法；e(k)<£使用變速積分PID算法。圖9溫度控制曲線圖四？源程序?本設(shè)計方案軟件實現(xiàn)完全使用匯編程序語言。具體源程序略。五？結(jié)果分析論述?本文針對電熱鍋爐溫度控制系統(tǒng)模型，提出了一種基于單片機AT89S51的設(shè)計方案。設(shè)計中運用PID算法更新T1的定時常數(shù),PWM輸出控制可才$硅的通斷，從而實現(xiàn)對溫度的連續(xù)控制。設(shè)計結(jié)果由圖7和圖9可以看出

9、：本設(shè)計的控制器工作穩(wěn)定，控制精度高，改進(jìn)的PID算法超調(diào)量大大降低；軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)提高了通用性。本設(shè)計的目的不僅僅是溫度控制本身，主要提供了單片機外圍電路及軟件包括控制算法設(shè)計的思想，應(yīng)該說，這種思想比控制系統(tǒng)本身更為重要求助如果用PID算法控制溫度要怎么做？小弟的畢業(yè)設(shè)計是做個溫度控制系統(tǒng)，可PID控制那塊兒我是一點不會啊。眼看時間就要到了，那位大哥，各路高手能不能給段C程序啊。是以18B20為傳感器TOP2#大中小發(fā)表于2009-5-2319:13?參考下我收藏的單片機教授初窺門徑?當(dāng)前離線#include<>#include<>struct_pidintpv

10、;"integerthatcontainstheprocessvalue*/intsp;/*integerthatcontainsthesetpoint*/floatintegral;floatpgain;floatigain;floatdgain;intdeadband;intlast_error;);struct_pidwarm,*pid;intprocess_point,set_point,dead_band;floatp_gain,i_gain,d_gain,integral_val,new_integ;/*pid_initDESCRIPTIONThisfunctionini

11、tializesthepointersinthe_pidstructuretotheprocessvariableandthesetpoint.*pvand*spareintegerpointers.*/voidpid_init(struct_pid*warm,intprocess_point,intset_point)(struct_pid*pid;pid=warm;pid->pv=process_point;pid->sp=set_point;/*pid_tuneDESCRIPTIONSetstheproportionalgain(p_gain),integralgain(i_

12、gain),derivitivegain(d_gain),andthedeadband(dead_band)ofapidcontrolstructure_pid.*/voidpid_tune(struct_pid*pid,floatp_gain,floati_gain,floatd_gain,intdead_band)pid->pgain=p_gain;pid->igain=i_gain;pid->dgain=d_gain;pid->deadband=dead_band;pid->integral=integral_val;pid->last_error=0

13、;/*pid_setintegDESCRIPTIONSetanewvaluefortheintegraltermofthepidequation.Thisisusefulforsettingtheinitialoutputofthepidcontrolleratstartup.*/voidpid_setinteg(struct_pid*pid,floatnew_integ)pid->integral=new_integ;pid->last_error=0;/*pid_bumplessDESCRIPTIONBumplesstransferalgorithim.Whensuddenly

14、changingsetpoints,orwhenrestartingthePIDequationafteranextendedpause,thederivativeoftheequationcancauseabumpinthecontrolleroutput.Thisfunctionwillhelpsmoothoutthatbump.Theprocessvaluein*pvshouldbetheupdatedjustbeforethisfunctionisused.*/voidpid_bumpless(struct_pid*pid)pid->last_error=(pid->sp)

15、-(pid->pv);/*pid_calcDESCRIPTIONPerformsPIDcalculationsforthe_pidstructure*a.Thisfunctionusesthepositionalformofthepidequation,andincorporatesanintegralwinduppreventionalgorithim.Rectangularintegrationisused,sothisfunctionmustberepeatedonaconsistenttimebasisforaccuratecontrol.RETURNVALUEThenewout

16、putvalueforthepidloop.USAGE#include""*/floatpid_calc(struct_pid*pid)(interr;floatpterm,dterm,result,ferror;err=(pid->sp)-(pid->pv);if(abs(err)>pid->deadband)(ferror=(float)err;/*dointegertofloatconversiononlyonce*/pterm=pid->pgain*ferror;if(pterm>100|pterm<-100)pid->

17、;integral=;)else(pid->integral+=pid->igain*ferror;if(pid->integral>(pid->integral=;)elseif(pid->integral<pid->integral)dterm=(float)(err-pid->last_error)*pid->dgain;result=pterm+pid->integral+dterm;)elseresult=pid->integral;pid->last_error=err;return(result);vo

18、idmain(void)floatdisplay_value;intcount=0;pid=&warm;/printf("EnterthevaluesofProcesspoint,Setpoint,Pgain,Igain,Dgainn");/scanf("%d%d%f%f%f",&process_point,&set_point,&p_gain,&i_gain,&d_gain);process_point=30;set_point=40;p_gain=(float);i_gain=(float);d_gain=(float);dead_band=2;integral_val=(float);printf("ThevaluesofProcesspoint,Setpoint,Pgain,Igain,Dgainn");printf("%6d%6d%4f%4f%4fn",process_point,set