PID.zip_PID温度控制_pid_控制_温度pid_温度PID_pid温度控制实现温度增加与降低资源-CSDN文库

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标题中的“PID.zip_PID温度控制_pid_控制_温度 pid_温度PID”暗示了这是一个关于PID控制器在温度控制领域的应用，具体是用C语言编写的一套单片机系统程序。PID控制器，即比例-积分-微分控制器，是工业自动化领域中最常见的反馈控制算法之一，广泛用于温度、速度、压力等参数的精确调节。在描述中提到的“单片机系统的温度PID控制C语言控制程序”，说明我们将深入探讨如何使用C语言编程来实现PID算法，以便在单片机上进行实时温度监控和调节。C语言因其高效、紧凑和跨平台的特性，常被选作嵌入式系统如单片机编程的语言。我们需要理解PID控制器的工作原理。PID控制器通过连续不断地比较设定值（期望值）与实际测量值（反馈值），计算出误差，然后将误差按比例（P）、积分（I）和微分（D）的方式进行加权求和，形成控制量，从而调整系统的输出。比例项对当前误差做出反应，积分项考虑过去的累积误差，而微分项预测未来的误差趋势。在单片机实现温度PID控制时，首先要定义合适的PID参数：比例增益（Kp）、积分时间常数（Ti）和微分时间常数（Td）。这些参数的选取直接影响到控制效果，需要通过实验或者自动调参算法进行优化。C语言程序中，通常会包含一个循环结构，不断地读取温度传感器的数据，计算PID输出，然后通过控制加热或冷却设备来改变系统温度。在文件列表中，我们看到有一个名为“PID.doc”的文档。这可能是一个详细的设计报告或程序代码注释，包含了PID控制器的具体实现细节，比如： 1. 如何设置和调整PID参数。 2. 如何采集温度数据，以及使用的温度传感器类型。 3. PID算法的数学模型和具体实现，包括P、I、D三部分的计算公式。 4. 如何将PID输出转换为实际的控制信号，例如脉宽调制（PWM）信号。 5. 可能还涉及到异常处理和自适应控制策略，以应对温度变化的不确定性。为了实现有效的温度控制，可能还会涉及以下几点： - 稳定性分析：确保系统不会因为参数设置不当导致振荡或响应过慢。 - 抗噪声能力：设计滤波器以降低传感器测量的噪声影响。 - 自动调参：使用Ziegler-Nichols或其他方法自动寻找最优PID参数。 - 安全措施：设置温度上下限，防止过热或过冷情况发生。通过理解和应用这些知识点，我们可以构建一个能够在单片机系统中有效工作的温度PID控制器，实现精准的温度控制。

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PID.doc 1.06MB

我的题目是：基于 PID 算法的温度控制系统

89C51 单片机，通过键盘输入预设值，与 DS18B20 测得的实际值做比较，然后驱动制冷或

加热电路。用 keil C 语言来实现 PID 的控制。

最佳答案

//PID 算法温控 C 语言 2008-08-17 18:58

#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=35;

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=0;n<time;n++)

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

}

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

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_();

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; /*关中断*/

TR0=0;

for(i=0;i<8;i++) /*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; /*开中断*/

}

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

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_();

DQ=1; /*释放总线*/

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

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=0;i<8;i++)

{

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;

{

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*/

{

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);

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));

}

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

==================================

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

+ pp->Integral * pp->SumError //积分项

+ pp->Derivative * dError); // 微分项

}

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

温度比较处理子程序

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

compare_temper()

{

unsigned char i;

if(set_temper>temper)

{

if(set_temper-temper>1)

{

high_time=100;

low_time=0;

}

else

{

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

{ get_temper();

rin = s; // Read Input

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

}

if (high_time<=100)

high_time=(unsigned char)(rout/800);

else

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