?? 葉風 - 利用pid算法和pwm調制實現溫度自動控制的源程序.htm

?? 一個經典的PID算法實例很有參考價值 C語言實現
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            delay(5);&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*延時90us供DA18B20采樣*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            DQ=1;&nbsp;&nbsp;/*釋放DQ總線*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            _nop_();<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; _nop_();<BR>&nbsp;&nbsp; 
            EA=1;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>/***********************************************************<BR>寫一字節數據子程序<BR>***********************************************************/<BR>void 
            write_byte(unsigned char val)<BR>&nbsp;{<BR>&nbsp; unsigned char 
            i;<BR>&nbsp; unsigned char temp;<BR>&nbsp; EA=0;<BR>&nbsp; 
            TR0=0;<BR>&nbsp; 
            for(i=0;i&lt;8;i++)&nbsp;&nbsp;/*寫一字節數據，一次寫一位*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            temp=val&gt;&gt;i;&nbsp;&nbsp;/*移位操作，將本次要寫的位移到最低位*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            temp=temp&amp;1;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            write_bit(temp);&nbsp;&nbsp;/*向總線寫該位*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp; 
            delay(7);&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*延時120us后*/<BR>&nbsp;// TR0=1;<BR>&nbsp; 
            EA=1;<BR>&nbsp; 
            }<BR>/***********************************************************<BR>讀一位數據子程序<BR>***********************************************************/<BR>unsigned 
            char read_bit()<BR>&nbsp;{<BR>&nbsp; unsigned char 
            i,value_bit;<BR>&nbsp; EA=0;<BR>&nbsp; 
            DQ=0;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*拉低DQ，開始讀時序*/<BR>&nbsp; _nop_();<BR>&nbsp; 
            _nop_();<BR>&nbsp; DQ=1;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*釋放總線*/<BR>&nbsp; 
            for(i=0;i&lt;2;i++){}&nbsp;</P>
            <P>&nbsp; value_bit=DQ;<BR>&nbsp; EA=1;<BR>&nbsp; 
            return(value_bit);<BR>&nbsp; 
            }<BR>/***********************************************************<BR>讀一字節數據子程序<BR>***********************************************************/<BR>unsigned 
            char read_byte()<BR>&nbsp; {<BR>&nbsp;&nbsp; unsigned char 
            i,value=0;<BR>&nbsp;&nbsp; EA=0;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            for(i=0;i&lt;8;i++)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if(read_bit())&nbsp;&nbsp;/*讀一字節數據，一個時序中讀一次，并作移位處理*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            value|=0x01&lt;&lt;i;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            delay(4);&nbsp;&nbsp;/*延時80us以完成此次都時序，之后再讀下一數據*/<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp; EA=1;<BR>&nbsp;&nbsp; return(value);<BR>&nbsp; 
            }<BR>/***********************************************************<BR>復位子程序<BR>***********************************************************/<BR>unsigned 
            char reset()<BR>&nbsp; {<BR>&nbsp;&nbsp; unsigned char 
            presence;<BR>&nbsp;&nbsp; EA=0;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            DQ=0;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*拉低DQ總線開始復位*/<BR>&nbsp;&nbsp; 
            delay(30);&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*保持低電平480us*/<BR>&nbsp;&nbsp; 
            DQ=1;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*釋放總線*/<BR>&nbsp;&nbsp; 
            delay(3);&nbsp;&nbsp;&nbsp;</P>
            <P>&nbsp;&nbsp; 
            presence=DQ;&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*獲取應答信號*/<BR>&nbsp;&nbsp; 
            delay(28);&nbsp;&nbsp;&nbsp;/*延時以完成整個時序*/<BR>&nbsp;&nbsp; 
            EA=1;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            return(presence);&nbsp;&nbsp;/*返回應答信號，有芯片應答返回0,無芯片則返回1*/<BR>&nbsp; 
            }<BR>/***********************************************************<BR>獲取溫度子程序<BR>***********************************************************/<BR>void 
            get_temper()<BR>&nbsp;{<BR>&nbsp; unsigned char i,j;<BR>&nbsp; 
            do<BR>&nbsp; {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            i=reset();&nbsp;&nbsp;/*復位*/<BR>&nbsp; 
            }while(i!=0);&nbsp;&nbsp;/*1為無反饋信號*/<BR>&nbsp; 
            i=0xcc;&nbsp;&nbsp;/*發送設備定位命令*/<BR>&nbsp; write_byte(i);<BR>&nbsp; 
            i=0x44;&nbsp;&nbsp;/*發送開始轉換命令*/<BR>&nbsp; write_byte(i);<BR>&nbsp; 
            delay(180);&nbsp;&nbsp;/*延時*/<BR>&nbsp; do<BR>&nbsp; {<BR>&nbsp; 
            i=reset();&nbsp;&nbsp;/*復位*/<BR>&nbsp; 
            }while(i!=0);&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp; 
            i=0xcc;&nbsp;&nbsp;/*設備定位*/<BR>&nbsp; write_byte(i);<BR>&nbsp; 
            i=0xbe;&nbsp;&nbsp;/*讀出緩沖區內容*/<BR>&nbsp; write_byte(i);<BR>&nbsp; 
            j=read_byte();&nbsp;<BR>&nbsp; 
            i=read_byte();&nbsp;&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp; 
            i=(i&lt;&lt;4)&amp;0x7f;&nbsp;<BR>&nbsp; s=(unsigned 
            int)(j&amp;0x0f);<BR>&nbsp; s=(s*100)/16;<BR>&nbsp; 
            j=j&gt;&gt;4;<BR>&nbsp; temper=i|j;<BR>&nbsp; 
            }<BR>/*====================================================================================================<BR>Initialize 
            PID 
            Structure<BR>=====================================================================================================*/<BR>void 
            PIDInit (struct PID *pp)<BR>{<BR>&nbsp;memset ( pp,0,sizeof(struct 
            PID));<BR>}<BR>/*====================================================================================================<BR>PID計算部分<BR>=====================================================================================================*/</P>
            <P>unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint 
            )<BR>{<BR>unsigned int dError,Error;</P>
            <P>Error = pp-&gt;SetPoint - NextPoint; // 偏差<BR>pp-&gt;SumError += 
            Error; // 積分<BR>dError = pp-&gt;LastError - pp-&gt;PrevError; // 
            當前微分<BR>pp-&gt;PrevError = pp-&gt;LastError;<BR>pp-&gt;LastError = 
            Error;<BR>return (pp-&gt;Proportion * Error // 比例項<BR>+ 
            pp-&gt;Integral * pp-&gt;SumError // 積分項<BR>+ pp-&gt;Derivative * 
            dError); // 微分項<BR>}</P>
            <P>/***********************************************************<BR>溫度比較處理子程序<BR>***********************************************************/<BR>compare_temper()<BR>{<BR>&nbsp; 
            unsigned char i;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if(set_temper&gt;temper)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if(set_temper-temper&gt;1)&nbsp;&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=100;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            low_time=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            for(i=0;i&lt;10;i++)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {&nbsp; 
            get_temper();<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            rin = s; // Read 
            Input<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            rout = PIDCalc ( &amp;spid,rin ); // Perform PID 
            Interation<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if 
            (high_time&lt;=100)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=(unsigned 
            char)(rout/800);<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=100;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            low_time= 
            (100-high_time);<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; else 
            if(set_temper&lt;=temper)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if(temper-set_temper&gt;0)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            low_time=100;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            for(i=0;i&lt;10;i++)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {&nbsp; 
            get_temper();<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            rin = s; // Read 
            Input<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            rout = PIDCalc ( &amp;spid,rin ); // Perform PID 
            Interation<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            if 
            (high_time&lt;100)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=(unsigned 
            char)(rout/10000);<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            high_time=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            low_time= 
            (100-high_time);<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; //&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {}<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>/*****************************************************<BR>T0中斷服務子程序，用于控制電平的翻轉&nbsp;,40us*100=4ms周期<BR>******************************************************/<BR>void 
            serve_T0() interrupt 1 using 1<BR>&nbsp; {<BR>&nbsp;&nbsp; 
            if(++count&lt;=(high_time))<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            output=1;<BR>&nbsp;&nbsp; else 
            if(count&lt;=100)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            output=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }<BR>&nbsp;&nbsp; 
            else<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; count=0;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            TH0=0x2f;<BR>&nbsp;&nbsp; TL0=0xe0;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>/*****************************************************<BR>串行口中斷服務程序，用于上位機通訊<BR>******************************************************/<BR>void 
            serve_sio() interrupt 4 using 2<BR>&nbsp; {<BR>/*&nbsp;&nbsp; 
            EA=0;<BR>&nbsp;&nbsp; RI=0;&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp; 
            i=SBUF;<BR>&nbsp;&nbsp; if(i==2)<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            while(RI==0){}&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            RI=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            set_temper=SBUF;&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            SBUF=0x02;&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            while(TI==0){}<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            TI=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            }<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp; else 
            if(i==3)&nbsp;&nbsp;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            {<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            TI=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            SBUF=temper;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            while(TI==0){}<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
            TI=0;<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
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