基于atmega16的溫度測控系統(tǒng)pid算法

上傳人：奔*** IP屬地：河北更新時間：2024-03-02 格式：docx 頁數(shù)：16 大小：19.49KB 人氣指數(shù)：12 舉報 版權(quán)申訴

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文檔簡介

1、　　//編譯器：AVRStudio　　頭文件部分：　　#include <avr/io.h>　　#define uchar unsigned char　　#define uchar unsigned ch

2、ar　　#define uint unsigned int　　void convert(float data); 　　void init_1820(void); 　　void write_1820(uchar x); 　　uc

3、har read_1820(void);　　float read_temperature(void);　　char key_scan();　　int lcd_bz();　　void lcd_wcmd(uchar cmd);　　v

4、oid lcd_pos(uchar pos);　　void lcd_wdat(uchar dat); 　　void lcd_wstr(unsigned char pos,unsigned char *q);　　void lcd_init();　　void avr_init

5、();　　void delay(int us);　　void delayl(int ms);　　void delay1(int ms);　　按鍵程序　　#include<avr/io.h

6、>　　#include"headfile.h"　　//............................按鍵.................................　　char key_scan()　　{<

7、/b>　　int temp=0,temp1,temp2;　　char key;　　DDRA=0xf0;　　PORTA&=0x0f;　　delay1(3);

8、　　temp1=PINA&0x0f;　　if(temp1!=0x0f)　　{ 　　delay1(80);　　temp1=PINA&0x0f;

9、　if(temp1!=0x0f)　　{ 　　DDRA=0x0f;　　PORTA&=0xf0;　　delay1(5);　　temp2=PINA&0xf0;

10、　　if(temp2!=0xf0)　　{ 　　temp=temp1+temp2;　　}　　}<

11、;b>　　}　　switch(temp)　　{　　case 0xee:key='/';break;//7　　case 0xde:key='*';break;//8</p&

12、gt;　　case 0xbe:key='-';break;//9　　case 0x7e:key='+';break;//+　　case 0xed:key='.';break;//4　　case 0xdd:key='9';brea

13、k;//5　　case 0xbd:key='6';break;//6　　case 0x7d:key='3';break;//-　　case 0xeb:key='=';break;//1　　case 0xdb:key='

14、;8';break;//2　　case 0xbb:key='5';break;//3　　case 0x7b:key='2';break;//*　　case 0xe7:key='0';break;//0　　case 0

15、xd7:key='7';break;//.　　case 0xb7:key='4';break;//=　　case 0x77:key='1';break;///　　default :key=0;break;

16、　}　　return key;　　}　　1602顯示程序　　#include <avr/io.h>　　//#include

17、<intrinsics.h>　　#define ep_1 (PORTB|=0x04)　　#define ep_0 (PORTB&=~0x04)　　#define rs_1 (PORTB|=0x01)　　#define rs_0 (PORTB&=

18、~0x01)　　#define rw_1 (PORTB|=0x02)　　#define rw_0 (PORTB&=~0x02)　　#define uchar unsigned char　　#define uint unsigned int

19、　　//.....................LCD............................　　//.............................. 測試LCD忙碌狀態(tài)..........................................................................................

20、...............　　int lcd_bz()　　{　　DDRC&=~0x80; 　　int result=0;　　rs_0;</b&

21、gt;　　rw_1;　　ep_1;　　result =(result||(PINC & 0x80));　　ep_0;<p

22、>　　DDRC=0xff;　　return result; 　　}　　//................................. 寫入指令數(shù)據(jù)到LCD......................................................

23、........................................................................　　void lcd_wcmd(uchar cmd)　　{ 　　while(lcd_bz());

24、　　rs_0;　　rw_0;　　ep_0;　　PORTC= cmd;　　ep_1;

25、　　ep_0; 　　delay(5);　　}　　//..........................設(shè)定顯示位置...............................

26、.........................................　　void lcd_pos(uchar pos)　　{ 　　lcd_wcmd(pos | 0x80);　　delay(5

27、);　　}　　//...........................寫入字符顯示數(shù)據(jù)到LCD.........................................................　　void lcd_wdat(uchar d

28、at) 　　{ 　　while(lcd_bz());　　rs_1;　　rw_0;　　e

29、p_0;　　PORTC=dat;　　ep_1;　　ep_0; 　　}　　//..........

30、...............寫入字符顯示數(shù)組到LCD.....................................　　void lcd_wstr(unsigned char pos,unsigned char *q)　　{　　//lcd_wcmd(0x01);

31、//清屏　　//delay(10);　　unsigned char i=0x00;　　lcd_pos(pos);　　while(*q!='\0')　　{

32、　　lcd_wdat(*q);　　q++;　　i++;　　if(i==(0x0F-pos+1))　　lcd_pos(0x40);　　de

33、lay(10);　　}　　}/**/　　//........................LCD初始化設(shè)定.............................................

34、;　　void lcd_init()　　{ 　　lcd_wcmd(0x38); //function set　　delay(10);　　lcd_wcmd(0x38);

35、 //function set　　delay(10);　　lcd_wcmd(0x0c); //display on/off　　delay(10);　　lcd_wcmd(0x06);

36、 //entry mode set　　delay(10);　　lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的顯示內(nèi)容　　delay(10);　　}&l

37、t;/p>　　//........................avr初始化.................//　　void avr_init()　　{　　DDRC=0xFF;　　DDRB=0x07;&

38、lt;/p>　　}　　18b20程序　　#include <avr/io.h>　　#define uchar unsigned char　　#define

39、uchar unsigned char　　#define uint unsigned int　　//------------------------//　　//.................convert:data display.............　　voi

40、d convert(float data) //實數(shù)在液晶上顯示　　{ 　　int i=0;　　int data1=(int)data;　　uchar a

41、rray1[5]={0},array2[5]={0};　　lcd_wcmd(0x01); 　　// lcd_wcmd(0x00);　　lcd_pos(0x0B);　　// &l

42、t;p>　　if(data1==0)　　{　　array1[0]=0;　　lcd_wdat(48);　　// delay1(5);　　}</p

43、>　　else　　while(data1!=0)　　{　　array1[i]=data1%10;　　data1=data1/10;<p&g

44、t;　　i++;　　} 　　for(--i;i>=0;i--)　　{　　lcd_wdat(array1[i]+48);<

45、p>　　// delay1(5);　　} //顯示小數(shù)點前面　　lcd_wdat(0x2E); //顯示小數(shù)點　　for(i=0;i<2;i++) //顯示小數(shù)部分前兩

46、位　　{ 　　data=data*10;　　array2[i]=((int)data)%10;　　lcd_wdat(array2[i]+48); 　　//delay1(5);<

47、/p>　　}　　}　　//...................18B20......................　　void init_1820(void) &l

48、t;b>　　{ 　　int Flag_1820Error;　　uchar i;　　uint j=0;　　PORTD|=(1<<7);//PORTC|=(1&l

49、t;<7); //"1"　　PORTD&=~(1<<7);//PORTC&=~(1<<7); //"0"　　for(i=0;i<8;i++)delay(180);//delay_60us();//480us以上 　　PO

50、RTD|=(1<<7);//PORTC|=(1<<7); //"1"　　DDRD&=~(1<<7);//DDRC&=~(1<<7); //"PINC7 is INPUT"　　delay(40);//delay_15us(); //15~60

51、us　　delay(40);//delay_15us(); 　　Flag_1820Error=0; 　　while(PIND&(1<<7))//while(PINC&(1<<7)) 　　{ delay(180);//delay_6

52、0us();　　j++;　　if(j>=18000){Flag_1820Error=1;break;}　　} 　　DDRD|=(1<<7);//DDRC|=(1<<

53、;7); //PORTC7 is OUTPUT　　PORTD|=(1<<7);//PORTC|=(1<<7); //"1"　　for(i=0;i<4;i++)delay(180);//delay_60us(); //240us 　　} &l

54、t;/b>　　/********************************/　　/********************************/　　void write_1820(uchar x) 　　{ <

55、;/p>　　uchar m; 　　for(m=0;m<8;m++) 　　{ 　　if(x&(1<<m)) //寫數(shù)據(jù)，從低位開始 <

56、;b>　　{　　PORTD&=~(1<<7);//PORTC&=~(1<<7);delay_5us(); //"0",5us　　PORTD|=(1<<7);//PORTC|=(1<<7); //write"1"</p&g

57、t;　　delay(40);//delay_15us(); //15~45us　　delay(40);//delay_15us();　　delay(40);//delay_15us();　　}

58、　else 　　{　　PORTD&=~(1<<7);//PORTC&=~(1<<7);delay_15us();//"0",15us 　　delay(40);//delay_15us(); //w

59、rite"0"　　delay(40); //delay_15us(); //15~45us　　delay(40);//delay_15us();　　PORTD|=(1<<7);//PORTC|=(1<<7); //"1"&l

60、t;p>　　}　　} 　　PORTD|=(1<<7);// PORTC|=(1<<7); //"1"　　}

61、　　/*******************************/　　uchar read_1820(void) 　　{ 　　uchar temp,k,n; 　　temp=0; <

62、;/p>　　for(n=0;n<8;n++) 　　{ 　　PORTD&=~(1<<7);//PORTC&=~(1<<7); //"0"　　delay(13);//delay_5us

63、(); 　　PORTD|=(1<<7);//PORTC|=(1<<7); //"1"　　delay(13);//delay_5us();　　DDRD&=~(1<<7);//DDRC&=~(1<<7); //&qu

64、ot;PINC7 is INPUT"　　k=(PIND&(1<<7));//k=(PINC&(1<<7)); //讀數(shù)據(jù),從低位開始 　　if(k) 　　temp|=(1<<n); //read"1&

65、quot;　　else 　　temp&=~(1<<n); //read"0"　　delay(40);//delay_15us(); //45us　　delay(40);//delay

66、_15us();　　delay(40);//delay_15us(); 　　DDRD|=(1<<7);//DDRC|=(1<<7); //PORTC7 is OUTPUT　　} 　　return

67、(temp); 　　} 　　/*************************************/　　float read_temperature(void)　　{ </p&

68、gt;　　float temp;////////////　　uchar teml=0,temh=0;　　unsigned long t=0;　　init_1820(); //復(fù)位18b20 　　write_1820(0xcc); /

69、/ 發(fā)出轉(zhuǎn)換命令 　　write_1820(0x44); 　　//Delay_nms(100);　　init_1820(); 　　write_1820(0xcc); //發(fā)出讀命令 　　write_1820(0xbe); <

70、;/p>　　teml=read_1820(); //讀數(shù)據(jù)byte1 　　temh=read_1820(); //byte2　　t=temh;　　t=t<<8;<p

71、>　　t=t|teml;　　temp=t*0.0625*260/286;　　return(temp);　　/*if(temh&0xf8)sign=0;　　else sign=1;

72、　　if(sign==0){temh=255-temh;teml=255-teml;}　　temh=temh<<4;　　temh|=(teml&0xf0)>>4;　　teml=teml&0x0f;　　teml=(teml*10)/1

73、6;　　tempval=temh;e[0]=tempval/100;　　tempval=temh;e[1]=(tempval/10)%10;　　tempval=temh;e[2]=tempval%10;　　tempval=teml;e[3]=tempval;*/</

74、p>　　} 　　Main程序 　　#include<avr/io.h>　　#include"headfile.h"　　#include&

75、lt;ctype.h>　　#include<stdio.h>　　#include<math.h>　　#include<string.h>　　#include<avr/interrupt.h>&l

76、t;p>　　unsigned char key[5]; //按鍵數(shù)組　　float keyvalue; //按鍵值　　float actual; //溫度值　　unsigned int flag=0;//判斷按鍵標(biāo)志　　unsigned char d

77、is1[]={"SET"};　　unsigned char dis2[]={"NOW"};　　unsigned char dis3[]={"00:00"};　　unsigned int h=0; //定時1S計時10000次&

78、lt;p>　　unsigned count=0; //計算動態(tài)時間　　float PWM=0;　　float PWM1=0;　　float Error1; //誤差　　unsigned int maxminflag=0;//判斷達(dá)到動態(tài)平衡標(biāo)志</p&

79、gt;　　unsigned char time[7];//存儲動態(tài)時間　　struct PID　　{　　float SetPoint; // 設(shè)定目標(biāo) Desired Value　　float Proportio

80、n; // 比例常數(shù) Proportional Const　　float Integral; // 積分常數(shù) Integral Const　　float Derivative; // 微分常數(shù) Derivative Const　　float LastError; // Error1[‐1]

81、　　float PrevError; // Error1[‐2]　　};　　struct PID spid; // PID Control Structure　　struct PID *pp;　　/*********

82、******PID 結(jié)構(gòu)體初始化*****/　　void PIDInit (struct PID *pp)　　{　　memset(pp,0,sizeof(struct PID));　　}</

83、p>　　/*****************PID 參數(shù)設(shè)置******************/　　void setPID(float a,float b,float c)　　{　　pp->Proportion=a;

84、　　pp->Integral=b;　　pp->Derivative=c;　　}　　/***********PID 計算部分***************************//////////////

85、　　float PIDCalc( struct PID *pp, float NextPoint )　　{　　float dError;　　unsigned int a;　　Error1 = pp->SetPoint-NextP

86、oint; // 當(dāng)前偏差　　if(fabs(Error1)<10) a=1;　　else a=0;　　dError =pp->Proportion*(Error1-pp->LastError) 　　+a*pp-

87、>Integral*pp->LastError　　+a*pp->Derivative*(Error1-2*pp->LastError+pp->PrevError);　　/*dError=pp->Proportion*Error1　　-pp->Integral*pp->

88、;LastError　　+pp->Derivative*pp->PrevError;　　if(fabs(Error1)<=14)　　a=1;　　else&

89、lt;p>　　a=0;　　dError =pp->Proportion*(Error1-pp->LastError)+a*pp->Integral*pp->LastError+　　pp->Derivative*(Error1-2*pp->LastError+pp->Pr

90、evError);*/　　pp->PrevError = pp->LastError;　　pp->LastError = Error1;　　return (dError); // 微分項　　}

91、　　/*********************PWM 占空比設(shè)置/**********************/////////　　void setPWM(float dError)　　{　　if(fabs(Error1)<10)PWM+=4*dEr

92、ror;　　else PWM+=6*dError;　　//PWM+=6*dError;　　PWM1=1023-PWM;　　if(PWM1<10)PWM1=10;　　else if(PWM1>1020)PWM1=1020

93、;　　OCR1BH=(int)(PWM1/256);　　OCR1BL=(int)PWM1%256;　　}　　void factor(void) //確認(rèn)按鍵值<b&g

94、t;　　{ 　　unsigned char tmp;　　int i=0;　　int temp1,temp2;　　flag=0;　　f

95、loat key1=0,key2=0;　　while(!flag)　　{　　while(!(tmp=key_scan()));　　if(tmp=='*') flag=1;　　e

96、lse if(tmp=='=')flag=2;　　else　　{　　key[i]=tmp;　　lcd_pos(0x03+i);　　lcd_

97、wdat(key[i]);　　i++;　　}　　}　　key[i]='\0';　　keyvalue=

98、(key[0]-48)*10+(key[1]-48)+(key[3]-48)*0.1+(key[4]-48)*0.01+0.5;//0.5是矯正　　/* for(i=0;i<5;i++)　　{　　if(key[i]=='.')temp1=i;if(key

99、[i]=='\0')temp2=i;　　}　　//if(temp1>=0&&temp1<=4)　　for(i=temp　　else 1-1;i>=0;i--)&

100、lt;p>　　key1=key1+(key[i]-48)*pow(10,temp1-1-i);//10^(temp1-1-i)　　for(i=temp1+1;i<temp2;i++)　　key2=key2+(key[i]-48)*pow(10,temp1-i);//10^(temp1-i)　　keyv

101、alue=key1+key2;*/　　pp->SetPoint=keyvalue;　　}　　/************從DS18B20 獲得實際溫度值并設(shè)置顯示位置************************/　　void

102、get_actual_temperature()　　{　　lcd_pos(0x0c);　　actual=read_temperature() ;//獲取實測溫度值　　int i=8;</p&

103、gt;　　for(;i<16;i++)　　lcd_wdat(0x20);　　convert(actual);　　}　　void pwm_init() //pwm

104、　　{　　DDRD|=0x10; //D4輸出PWM　　TCCR1A=0x23;　　TCCR1B=0x03;　　OCR1BH=3;　　OCR1B

105、L=0xFF;　　}　　void T0_init() //T0定時　　{　　//TCCR0|=0x00;　　TCNT0=105;

106、　　TIMSK|=(1<<TOIE0);　　sei();　　TCCR0|=(1<<CS01); 　　}　　void Time()

107、//動態(tài)顯示時間值　　{　　unsigned int minute,second;　　minute=(count-25)/60;　　second=(count-25)%60;　　time[

108、0]=minute/10+48;　　time[1]=minute%10+48;　　time[2]='m';　　time[3]=second/10+48;　　time[4]=second%10+48;　　time[5

109、]='s';　　time[6]='\0';　　lcd_wstr(0x40,time);　　}　　void maxmin() //誤差達(dá)到設(shè)定允許范圍之內(nèi)<p&g

110、t;　　{　　if(fabs(actual-keyvalue)<0.8) maxminflag++;　　else maxminflag=0;　　}　　void main()

111、;　　{ 　　unsigned char TEMP;　　avr_init(); //液晶數(shù)據(jù)端口初始化　　lcd_init();//lcd_init()　　T0_init();//定時器0初始化</p&

112、gt;　　pwm_init();//PWM D4out　　pp=&spid;　　PIDInit(pp);//初始化PID 結(jié)構(gòu)體　　lcd_wcmd(0x06);　　lcd_pos(0x00);<

113、;/p>　　lcd_wstr(0x00,dis1);　　lcd_wstr(0x08,dis2);　　lcd_wstr(0x03,dis3);　　lcd_wstr(0x0B,dis3); //　　factor(); //等

114、待按鍵按下,知道輸入完畢　　setPID(18,0.25,0); //設(shè)置PID 結(jié)構(gòu)體參數(shù)/////////////////16,0.28,0.3　　while(1)　　{ 　　TEMP

115、=key_scan();　　if(TEMP=='=')　　{ 　　//lcd_wcmd(0x01);　　//lcd_wstr(0x00,dis1);　　//lcd_wstr(

116、0x08,dis2);　　lcd_wstr(0x03,dis3);　　//lcd_wstr(0x0B,dis3); 　　factor();　　}　　lcd

117、_wstr(0x00,dis1);　　lcd_wstr(0x03,key);　　lcd_wstr(0x08,dis2);　　if(h>=10000)　　{　　h=0;&

118、lt;/b>　　count++;　　get_actual_temperature();　　setPWM(PIDCalc(pp,actual));　　}

119、;　　maxmin(); 　　if(maxminflag>=25) Time();　　}　　}　　SIGNAL(SIG_OVERFLOW0) //T0中斷1S

120、　　{ 　　TCNT0=105; // F=1/（12M/8）；從105開始計數(shù)，記到255，共計150次　　h++;　　}<p&

121、gt;　　/*void main()　　{　　avr_init();//inot();　　TCNT0=105;　　TIMSK|=(1<<TOIE0);　　TCCR0|=(1<

122、<CS01);//　　TIMSK|=(1<<TOIE2);　　TCCR0|=(1<<CS01);　　lcd_init();//lcd_init();　　lcd_wcmd(0x06);　　lcd_pos

123、(0x00);　　lcd_wstr(0x00,dis1);　　lcd_wstr(0x08,dis2);　　lcd_wstr(0x40,dis3);　　lcd_wstr(0x4b,dis3);　　pp=&s

124、pid;　　PIDInit(pp);//初始化PID 結(jié)構(gòu)體　　setPID(9.0,0.1,0 );//設(shè)置PID 結(jié)構(gòu)體參數(shù)　　sei();// _EINT();　　while(1)&l

125、t;p>　　{　　tmp=key_scan();　　if(tmp)　　{　　//cli();//_DINT();

126、;　　//reset();　　token[n]=tmp;　　lcd_pos(0x04); //清除原有顯示字符　　unsigned int j=4;　　for(;j<8;j++)　　lcd_wdat(0x20);</p

127、>　　lcd_pos(0x04);　　lcd_wdat(tmp);　　lcd_wstr(0x40,dis3);　　//lcd_wstr(0x4b,dis3);　　factor();&

128、lt;p>　　}　　pwm_init();//PWM 　　if(h==10000) //延時10000*100us=1s　　{　　h=0;<

129、;/p>　　t=t+1;　　get_actual_temperature();　　setPWM(PIDCalc(pp, actual));　　compare();　　if(max!=0&&m

130、in!=0&&m==0)　　{　　display_time();　　m++;　　}

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計

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