/*===========================================================================
                                               CopyLeft(CL) FORVERE Wjj
                                                  All rights NOT reserved
                                       版權所無，翻版不究，但請保留此處信息
                                       http://blog.sina.com.cn/u/2150397142   
                       any problem or suggestion mail to:  15258297408@163.com
**************************************************************************************************************************/
*文件名：PID_control
*文件說明:PID溫控源代碼，采用PID算法處理的溫控模擬系統 ，ADC0809采集數據，IN4148為溫度傳感器
*版本:  The final version
*芯片:  STC89C52RC
*晶振:  (外)內部12MHz晶振
*作者:  Wang Jian Jun
*日期:  2010年5月27日  
*編譯環境: keil3+proteus7 
*結果：  實物測試通過，溫度維持在33℃-35℃ 
*說明:   采用PID算法處理的溫控模擬系統 ，ADC0809采集數據，IN4148為溫度傳感器，LCD顯示

=============================================================================*/
#include<reg51.h>     //加載C51核心庫文件
#include<intrins.h>   //加載應用型庫文件
#include"config.h"    //加載用戶自配置可文件，此處未給出
#define N0 40536
#define nop() _nop_()
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int     //以上宏定義，方便寫代碼

/*程序中變量 數組定義*/
uchar idata table[]={"Real-time Temp:"};   //第一行顯示"Real-time Temp:"
uchar idata table1[5];
uchar data1;
uchar kp;
uchar ki;
uchar kd;    //以上為PID算法的比例，積分，微分系數  
uint t,hightime,count;  //占空比調節參數
uint rltemp,settemp=350;
int e1,e2,e3,duk,uk;

/*引腳定義*/
sbit EOC=P2^6;
sbit OE=P2^5;
sbit START=P2^7;
sbit lcden=P3^2;
sbit lcdrw=P3^1;
sbit lcdrs=P3^0;
sbit pwm=P3^3;

/****************************** 
         延時子程序
*******************************/
void delay(uint z)
{     
 uint x,y;
 for(x=z;x>0;x--)
 for(y=29;y>0;y--);
}

/****************************** 
         LCD忙檢測
*******************************/
bit lcd_busy()
{
 bit result;
 lcdrw = 1;
 lcdrs = 0;
 lcden = 1;
 nop();nop();nop();nop();
 result = (bit)(P0&0x80);
 lcden = 0;
 return(result);
}

/****************************** 
      LCD寫命令子程序
*******************************/
void write_com(uchar com)
{
    while(lcd_busy());//忙等待
 lcdrs = 0;
 lcdrw = 0;
 P1 = com;
 delay(5);
 lcden = 1;
 delay(5);
 lcden = 0;
}

/****************************** 
      LCD寫數據子程序
*******************************/
void write_data(uchar date)
{
    while(lcd_busy()); //忙等待
 lcdrs = 1;
 lcdrw = 0;
 P1=date;
 delay(5);
 lcden = 1;
 delay(5);
 lcden = 0;
}

/****************************** 
         LCD初始化
*******************************/
void lcd_init()
{
 lcden = 0;
 write_com(0x38);
 delay(5);
 write_com(0x0f);
 delay(5);
 write_com(0x06);
 delay(5);
 write_com(0x01);
 delay(5);
 write_com(0x80);
 delay(5);
 write_com(0x01);
} 

/****************************** 
      定時器初始化
*******************************/
void time_init()  
{
 EA = 1;
 ET0 = 1;
 ET1 = 1;
 TR0 = 1;
 TR1 = 1;
 TMOD = 0x11;
    TH0 = N0/256;
    TL0 = N0%256;
 TH1 = 0X3C;
 TL1 = 0XB0; 
}

/****************************** 
     PID算法系數設置
*******************************/
void Pid_init()
{
 hightime= 0;
 e1 = 0;
 e2 = 0;
 e3 = 0;
 kp = 10;
 ki = 5;
 kd = 5; 
}

/****************************** 
     溫度比較  PID算法
*******************************/
void pid_ys()
{
 if(rltemp<settemp)  // 如果實際溫度小于設定值
 {
  if(settemp-rltemp>20) // 如果相差2度
  {
   hightime=100;  //全速加熱
  }
  else       //否則運行PID算法進行平滑加熱
  {        
   e1 = settemp-rltemp;
   duk=(kp*(e1-e2)+ki*e1+kd*(e1-e2*2+e3))/10;
   uk = uk+duk;
   if(uk>100)
   uk = 100;
   else if(uk<-100)
   uk = -100;
   if(uk<0)
   {
    hightime=-uk;
   }
   else
   {
    hightime=uk;
   }
   e3 = e2;
   e2 = e1; 
  }
 }
 if(rltemp>=settemp) // 如果實際溫度大于設定值
 {
  if(rltemp-settemp>0)  //只要實際溫度與設定值有偏差
  {
   hightime=0;    //停止加熱
  }
  else      //其他情況運行PID算法，但參數與前面的剛好相反
  {
   e1 = rltemp-settemp;
   duk=(kp*(e1-e2)+ki*e1+kd*(e1-e2*2+e3))/10;
   uk = uk+duk;
   if(uk>100)
   uk = 100;
   else if(uk<-100)
   uk = -100;
   if(uk<0)
   {
    hightime=100-(-uk);
   }
   else
   {
    hightime=100-uk;
   }
   e3 = e2;
   e2 = e1; 
  }
 }
 
}

/****************************** 
           主函數
*******************************/
void main()
{
    uint i;
 time_init();//定時器初始化
 Pid_init(); // PID初始化
 lcd_init(); // LCD初始化
 table1[5]=0x43; 
 table1[4]=0xdf;
 table1[2]=0x2e; //小數點 攝氏度符號ASCII碼
    for(i=0;i<15;i++)  //帶循環第一行顯示"Real-time Temp:"
    {    
  write_data(table[i]);
  delay(20);
 }
 while(1)
 {
     t=data1*196/100;
  table1[3]=(t%100)%10+0x30; 
  table1[1]=(t%100)/10+0x30;
  table1[0]=t/100+0x30; //以上溫度數據轉化
  rltemp = t;  //給PID算法裝載實際值
     write_com(0x80+0x45);//寫LCD第二行的初地址
  for(i=0;i<6;i++) //該循環顯示溫度值
  {
   write_data(table1[i]);
   delay(20);
  }
  pid_ys();//運行溫度比較 PID算法
 }
}

/****************************** 
   溫度采集轉換的定時中斷
     0.5s刷新一次數據
*******************************/
void  timer0() interrupt 1
{
    uint j;
 j++;
 if(j==20)
 {
  OE = 0;
  START = 0;
  _nop_();
  START = 1;
  _nop_(); 
  START = 0;  
  while(EOC==0); 
  OE = 1; 
  _nop_();
  data1 = P0;
  _nop_();
  OE = 0; 
  j = 0;
    }
    TH0=N0/256;
    TL0=N0%256;
} 

/****************************** 
     PWM波輸出的定時中斷
*******************************/
void  timer1() interrupt 3
{ 
 if(++count<=(hightime)) 
  pwm=0; 
 else if(count<=100) 
 { 
  pwm=1; 
 } 
 else 
  count=0; 
 TH1=0x3c; 
 TL1=0xb0; 
} 

/*==============================end of file=======================================*/

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