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標題: 51單片機的PID控制DS18B20水溫源代碼+電路原理圖 [打印本頁]

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作者: qsfan1    時間: 2018-11-19 15:49
標題: 51單片機的PID控制DS18B20水溫源代碼+電路原理圖
基于51單片機的DS18B20水溫PID控制調節系統設計C語言程序，通過51單片機控制可控硅驅動加過零檢測電路作為功率控制電路來控制加熱過程,通過鍵盤掃描來設定水溫，DS18B20實時測量水的溫度，將實際水溫與設定水溫比較，通過PID控制算法調節，是實際水溫與設定水溫接近。從而達到控制水溫的目的。

電路原理圖如下：


單片機源程序如下:

1. 
   
2. #include ‘reg52.h’
   
3. #include ‘stdio.h’
   
4. #define uchar unsigned char
   
5. #define uint unsigned int
   
6. sbit s1=P2^0;
   
7. sbit s2=P2^1;
   
8. sbit s3=P2^2;
   
9. sbit s4=P2^3;
   
10. sbit s5=P2^4;
    
11. sbit ds=P2^5;
    
12. sbit beep=P2^6;
    
13. sbit rd=P1^0;
    
14. sbit rs=P1^1;
    
15. sbit wr=P1^2;
    
16. sbit lcden=P1^3;
    
17. sbit PWM=P1^6;
    
18. sbit led1=P1^4;
    
19. sbit led2=P1^5;
    
20. uchar set_temp,keytemp;
    
21. uint temp;
    
22. uchar c;
    
23. bit flag,flag1,flag2;
    
24. float f_temp,t;
    
25. int timecount,z;
    
26. float KP,KI,KD;
    
27. float e1,e2,e3;
    
28. float uk,duk;
    
29. uchar HighL,HighH,PWMH;
    
30. float k;
    
31. uchar code table[]={"設定溫度："};
    
32. uchar code table1[]={"實測溫度："};
    
33. uchar code table2[]={"加熱"};
    
34. uchar code table3[]={"保溫"};
    
35. uchar code table4[]={"作者：0903鋒仔@"};
    
36. uchar code table5[]={"系統初始化"};
    
37. uchar code table6[]={"measured Temperature"};
    
38. uchar code table7[]={"水溫控制系統設計"};
    
39. uchar code table8[]={"    "};
    
40. void delay(uint z)//延時函數，延時5ms
    
41. {
    
42. uint x,y;
    
43. for(x=z;x>0;x--)
    
44. for(y=110;y>0;y--);
    
45. }
    
46. void keyscan()
    
47. {
    
48. if(set_temp>=100)//將設定溫度限定在0-100度之間
    
49. set_temp=100;
    
50. if(set_temp<=0)
    
51. set_temp=0;
    
52. if(s5==0)//此鍵按下設定溫度加5
    
53. {
    
54. delay(10);
    
55. if(s5==0)
    
56. {
    
57. flag1=0;
    
58. set_temp+=5;
    
59. if(set_temp>=100)
    
60. {
    
61. set_temp=100;
    
62. beep=0;
    
63. delay(1000);
    
64. beep=1;
    
65. }
    
66. }while(s5==0);
    
67. }
    
68. if(s4==0)//此鍵按下設定溫度減5
    
69. {
    
70. delay(10);
    
71. if(s4==0)
    
72. {
    
73. flag1=0;
    
74. set_temp-=5;
    
75. if(set_temp<=0)
    
76. {
    
77. set_temp=0;
    
78. beep=0;
    
79. delay(1000);
    
80. beep=1;
    
81. }
    
82. }while(s4==0);
    
83. }
    
84. if(s3==0)//此鍵按下設定溫度加1
    
85. {
    
86. delay(10);
    
87. if(s3==0)
    
88. {
    
89. flag1=0;
    
90. set_temp++;
    
91. if(set_temp==100)
    
92. {
    
93. set_temp=100;
    
94. beep=0;
    
95. delay(1000);
    
96. beep=1;
    
97. }
    
98. }while(s3==0);
    
99. }
    
100. if(s2==0)//此鍵按下設定溫度減1
     
101. {
     
102. delay(10);
     
103. if(s2==0)
     
104. {
     
105. flag1=0;
     
106. set_temp--;
     
107. if(set_temp==0)
     
108. {
     
109. set_temp=0;
     
110. beep=0;
     
111. delay(1000);
     
112. beep=1;
     
113. }
     
114. }while(s2==0);
     
115. }
     
116. if(s1==0)//確定加熱狀態（加熱與不加熱）
     
117. {
     
118. delay(10);
     
119. if(s1==0)
     
120. {
     
121. flag1=1;
     
122. }
     
123. while(s1==0);
     
124. }
     
125. }
     
126. void dsreset()//DS18B20復位函數
     
127. {
     
128. uint i;
     
129. ds=0;
     
130. i=103;
     
131. while(i>0)i--;
     
132. ds=1;
     
133. i=4;
     
134. while(i>0)i--;
     
135. }
     
136. bit tempreadbit()//從DS18B20 RAM讀一位數據
     
137. {
     
138. uint i;
     
139. bit dat;
     
140. ds=0;i++;
     
141. ds=1;i++;i++;
     
142. dat=ds;
     
143. i=8;while(i>0)i--;
     
144. return(dat);
     
145. }
     
146. uchar tempread()//從DS18B20 RAM讀一字節數據
     
147. {
     
148. uchar i,j,dat;
     
149. dat=0;
     
150. for(i=1;i<=8;i++)
     
151. {
     
152. j=tempreadbit();
     
153. dat=(j<<7)|(dat>>1);
     
154. }
     
155. return(dat);
     
156. }
     
157. void tempwritebyte(uchar dat)//向DS18B20寫以字節的數據
     
158. {
     
159. uint i,j;
     
160. bit testb;
     
161. for(j=1;j<=8;j++)
     
162. {
     
163. testb=dat&0x01;
     
164. dat=dat>>1;
     
165. if(testb)//寫1
     
166. {
     
167. ds=0;
     
168. i++;i++;
     
169. ds=1;
     
170. i=8;while(i>0)i--;
     
171. }
     
172. else//寫0
     
173. {
     
174. ds=0;
     
175. i=8;while(i>0)i--;
     
176. ds=1;
     
177. i++;i++;
     
178. }
     
179. }
     
180. }
     
181. void tempchange()//啟動溫度轉換
     
182. {
     
183. dsreset();
     
184. delay(1);
     
185. tempwritebyte(0xcc);
     
186. tempwritebyte(0x44);
     
187. }
     
188. float get_temp()//溫度值讀取與處理函數
     
189. {
     
190. uchar a,b;
     
191. dsreset();
     
192. delay(1);
     
193. tempwritebyte(0xcc);
     
194. tempwritebyte(0xbe);
     
195. a=tempread();
     
196. b=tempread();
     
197. temp=b;
     
198. temp<<=8;
     
199. temp=temp|a;
     
200. f_temp=(float)(temp*0.0625);
     
201. f_temp=f_temp*10;
     
202. return(f_temp);
     
203. }
     
204. void write_com(uchar com)//向12864寫指令
     
205. {
     
206. rs=0;
     
207. wr=0;
     
208. delay(1);
     
209. P0=com;
     
210. lcden=1;
     
211. delay(1);
     
212. lcden=0;
     
213. delay(1);
     
214. }
     
215. void write_date(uchar date)//向12864寫數據
     
216. {
     
217. rs=1;
     
218. wr=0;
     
219. delay(1);
     
220. P0=date;
     
221. lcden=1;
     
222. delay(1);
     
223. lcden=0;
     
224. delay(1);
     
225. }
     
226. void display(float m,uchar n)//顯示設定溫度、實測溫度、加熱狀態
     
227. {
     
228. uint i,j;
     
229. float b;
     
230. float p;
     
231. uchar a1,a2,a3;
     
232. uchar b1,b2,b3,b4;
     
233. if(n<100)
     
234. {
     
235. a1=0;
     
236. a2=n/10;
     
237. a3=n;
     
238. }
     
239. else
     
240. {
     
241. a1=1;
     
242. a2=0;
     
243. a3=0;
     
244. }
     
245. p=m;
     
246. j=(uint)(p*10);
     
247. b1=(uchar)(j/1000);
     
248. b2=(uchar)(j00/100);
     
249. b3=(uchar)(j0/10);
     
250. b4=(uchar)(j);
     
251. write_com(0x90+5);//顯示設定溫度
     
252. write_date(0x30+a1);
     
253. write_date(0x30+a2);
     
254. write_date(0x30+a3);
     
255. write_com(0x88+5);//顯示實測溫度
     
256. write_date(0x30+b1);
     
257. write_date(0x30+b2);
     
258. write_date(0x2e);
     
259. write_date(0x30+b3);
     
260. write_date(0x30+b4);
     
261. b=((float)(b1*100+b2*10+b3))/10.0;
     
262. i=0;
     
263. if((b+0.2)
     
264. {
     
265. led1=0;
     
266. write_com(0x98+1);
     
267. while(table2[i]!='\0')
     
268. {
     
269. write_date(table2[i]);
     
270. i++;
     
271. }
     
272. flag2=1;
     
273. }
     
274. else
     
275. {
     
276. led1=1;
     
277. i=0;
     
278. write_com(0x98+1);
     
279. while(table8[i]!='\0')
     
280. {
     
281. write_date(table8[i]);
     
282. i++;
     
283. }
     
284. i=0;
     
285. if((b=n)||((b>n)&&((b-0.2)<=n))||((b=n)))
     
286. {
     
287. led2=0;
     
288. write_com(0x98+4);
     
289. while(table3[i]!='\0')
     
290. {
     
291. write_date(table3[i]);
     
292. i++;
     
293. }
     
294. }
     
295. }
     
296. if(flag2==1)
     
297. {
     
298. flag2=0;
     
299. led2=1;
     
300. i=0;
     
301. write_com(0x98+4);
     
302. while(table8[i]!='\0')
     
303. {
     
304. write_date(table8[i]);
     
305. i++;
     
306. }
     
307. }
     
308. }
     
309. void conversion()//定時器2初值處理函數
     
310. {
     
311. uint temp2;
     
312. temp2=65536-PWMH*10;
     
313. HighH=temp2/256;
     
314. HighL=temp2%6;
     
315. }
     
316. void senddate(float y)
     
317. {
     
318. // uint i;
     
319. if(flag==1)
     
320. {
     
321. ES=0;
     
322. flag=0;
     
323. c=0;
     
324. TI=1;
     
325. printf("The measured temp:%f",y);
     
326. // SBUF=1;
     
327. while(!TI);
     
328. TI=0;
     
329. ES=1;
     
330. }
     
331. }
     
332. void init()//初始化函數
     
333. {
     
334. uint i,j;
     
335. TMOD=0x21;
     
336. TH1=0xfd;
     
337. TL1=0xfd;
     
338. TH0=(65536-50000)/256;
     
339. TL0=(65536-50000)%6;
     
340. PWMH=0;
     
341. conversion();
     
342. TH2=(65536-50000)/256;
     
343. TL2=(65536-50000)%6;
     
344. rd=1;
     
345. lcden=0;
     
346. write_com(0x30);
     
347. write_com(0x0c);
     
348. write_com(0x01);
     
349. write_com(0x90);
     
350. while(table5[i]!='\0')//系統初始化
     
351. {
     
352. write_date(table5[i]);
     
353. i++;
     
354. delay(20);
     
355. }
     
356. for(j=0;j<=1;j++)//6個點的三次循環
     
357. {
     
358. write_com(0x88+4);
     
359. for(i=0;i<=5;i++)
     
360. {
     
361. write_date(0x2e);
     
362. delay(200);
     
363. }
     
364. delay(100);
     
365. write_com(0x88+4);
     
366. for(i=0;i<=5;i++)
     
367. {
     
368. write_date(0x20);
     
369. }
     
370. delay(100);
     
371. }
     
372. i=0;
     
373. write_com(0x80);//顯示 水溫控制系統設計標題
     
374. while(table7[i]!='\0')
     
375. {
     
376. write_date(table7[i]);
     
377. i++;
     
378. }
     
379. i=0;
     
380. write_com(0x90);//顯示 設定溫度
     
381. while(table[i]!='\0')
     
382. {
     
383. write_date(table[i]);
     
384. i++;
     
385. }
     
386. i=0;
     
387. write_com(0x88);//顯示 實測溫度
     
388. while(table1[i]!='\0')
     
389. {
     
390. write_date(table1[i]);
     
391. i++;
     
392. }
     
393. // tempwritebyte(0x4e);//設定DS18B20的分辨率為11位
     
394. // tempwritebyte(0x5f);
     
395. PWM=0;
     
396. e1=0;
     
397. e2=0;
     
398. e3=0;
     
399. duk=0;
     
400. uk=0;
     
401. KP=20;//PID控制算法參數
     
402. KI=0.061;
     
403. KD=30;
     
404. REN=1;//串口通信設置
     
405. SM0=0;
     
406. SM1=1;
     
407. ET0=1;
     
408. ET2=1;
     
409. TR0=1;
     
410. TR1=1;
     
411. TR2=1;//啟動定時器2
     
412. EA=1;
     
413. ES=1;
     
414. }
     
415. void main()
     
416. {
     
417. init();
     
418. while(1)
     
419. {
     
420. keyscan();//調用鍵盤掃描函數
     
421. tempchange();//啟動溫度轉換
     
422. t=get_temp();//提取實測溫度
     
423. display(t,set_temp);//顯示設定溫度和實測溫度
     
424. senddate(t);//向上位機發送數據函數
     
425. if((flag1==1))
     
426. {
     
427.    if(timecount>=375)
     
428. {
     
429. timecount=0;
     
430. e1=set_temp-t;
     
431. duk=(KP*(e1-e2)+KI*e1+KD*(e1-2*e2+e3));//PID控制算法式
     
432.    uk=uk+duk;
     
433. if(e1>=75)
     
434. {
     
435. z=4;
     
436. }
     
437. else if(e1>=50)
     
438. {
     
439. z=3;
     
440. }
     
441. else if(e1>=10)
     
442. {
     
443. z=2;
     
444. }
     
445. else
     
446. z=1;
     
447. }
     
448. if(uk>=2500)uk=2500;
     
449.    if(uk<=0)uk=0;
     
450. if(uk<=0)
     
451. {
     
452. ET0=0;
     
453. ET2=0;
     
454. PWM=0;
     
455. }
     
456. else
     
457. {
     
458. ET0=1;
     
459. ET2=1;
     
460. PWMH=(uchar)uk;
     
461. k=(float)uk;
     
462. }
     
463. e3=e2;
     
464.    e2=e1;
     
465. conversion();//調用定時器2初值處理函數
     
466. }
     
467. else
     
468. {
     
469. ET0=0;
     
470. ET2=0;
     
471. PWM=0;
     
472. }
     
473. }
     
474. }
     
475. void timer0() interrupt 1//定時器1中斷
     
476. {
     
477. TH1=(65536-50000)/256;
     
478. TL1=(65536-50000)%6;
     
479. timecount++;
     
480. TH2=HighH;
     
481. TL2=HighL;
     
482. PWM=1;
     
483. }
     
484. void ser() interrupt 4//串口中斷
     
485. {
     
486. RI=0;
     
487. c=SBUF;
     
488. flag=1;
     
489. }
     
490. void Timer2() interrupt 5//用定時器2控制PWM占空比
     
491. {
     
492. TF2=0;
     
493. PWM=0;
     
494. }
     

復制代碼

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作者: 1374823693    時間: 2019-4-13 00:24
程序和原理圖不符

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作者: lixihuan    時間: 2019-12-17 13:44

1374823693 發表于 2019-4-13 00:24
程序和原理圖不符

可能是元器件不對

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