51单片机PID控制直流电机（proteus仿真）

Dream_Chaser2015 2015-06-18 07:03:26
51单片机利用PID算法控制直流电机的程序，内含proteus仿真。刚刚入门的小菜鸟，希望大家多多指教。看看程序中有没有改进的地方，如何缩短调整时间？相互交流，相互学习。


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

*文件名：pid.c

*文件描述：PID控制电机转速

*作者：

*创建日期：2015/6/17

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



#include <reg51.h>

#include <intrins.h>



sbit plus_10=P1^3; 			   //对各个按钮进行位定义

sbit minus_10=P1^4;

sbit plus=P1^5;

sbit minus=P1^6;

sbit enter=P1^7;

sbit PWM_OUT1=P1^1;

sbit PWM_OUT2=P1^0;

sbit dir=P1^2;



struct PID         				//定义PID结构体

{

	int SetValue;   			//设定值

//	long SumError; 				//误差

	double Proportion; 			//比例系数

	double Integral; 			//积分系数

	double Derivative; 			//微分系数

	int LastError;

	int PrevError;

}sPID,*sptr= &sPID;



int PWM,PWM_temp=1,count0=0,Speed_Set,Seep_Measure,counter_100ms,counter_10ms;

bit flag_100ms,flag_10ms,start,plus_10_lock=1,minus_10_lock=1,plus_lock=1,

    minus_lock=1,enter_lock=1;

char num[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f};//0~9 对应数码



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

*函数名：void delayms(unsigned char x)

*函数功能：简单延时 支持0~255ms

*函数参数：x 延时时间

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

void delayms(unsigned char x)

{

	unsigned char i ;

	while(x--)

	for(i = 0 ; i < 120 ; i++) ;

}

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

*函数名：void display(void)

*函数功能：显示函数

*函数参数：无

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

void display(void)

{

	P2 =0x7f; P0 = num[Speed_Set/100];delayms(2); 			

	P2 =0xbf; P0 = num[Speed_Set % 100 / 10];delayms(2); 		

	P2 =0xdf; P0 = num[Speed_Set % 10];delayms(2); 

	P2 =0xfb; P0 = num[Seep_Measure / 100];delayms(2);  

	P2 =0xfd; P0 = num[Seep_Measure % 100/10];delayms(2); 

	P2 =0xfe; P0 = num[Seep_Measure % 10]; delayms(2);

	if(start&&dir)

	{

		P2=0xf7;P0=0x40;delayms(2);

	}

}

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

*函数名：void keyscan(void)

*函数功能：按键扫描

*函数参数：无

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

void keyscan(void)

{

	static unsigned char plus_10_delay,minus_10_delay,plus_delay,minus_delay,enter_delay;

	if(plus_10==0)

	{

		if(plus_10_lock&&++plus_10_delay>=2)

		{

			plus_10_lock=0;

			if(Speed_Set<170)

			Speed_Set+=10;

			else Speed_Set=10;

		}

	}

	else 

	{

		plus_10_lock=1;

		plus_10_delay=0;

	}											  

	if(minus_10==0)

	{

		if(minus_10_lock&&++minus_10_delay>=2)

		{

			minus_10_lock=0;

			if(Speed_Set>10)

			Speed_Set-=10;

			else Speed_Set=170;

		}

	}

	else

	{

		minus_10_lock=1;

		minus_10_delay=0;

	}

	if(plus==0)

	{

		if(plus_lock&&++plus_delay>2)

		{

			plus_lock=0;

			if(Speed_Set<170)

			Speed_Set+=1;

			else Speed_Set=0;

		}

	}

	else

	{

		plus_lock=1;

		plus_delay=0;

	}

	if(minus==0)

	{

		if(minus_lock&&++minus_delay>2)

		{

			minus_lock=0;

			if(Speed_Set>0)

			Speed_Set-=1;

			else Speed_Set=170;

		}

	}

	else

	{

		minus_lock=1;

		minus_delay=0;

	}

	if(enter==0)

	{

		if(enter_lock&&++enter_delay>2)

		{

			enter_lock=0;

			sptr->SetValue =Speed_Set;

			start=1;

		}

	}

	else 

	{

		enter_lock=1;

		enter_delay=0;

	}

}



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

*函数名：void timer0(void) 

*函数功能：定时器0 中断函数

*函数参数：无

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

void timer0(void) interrupt 1

{

	TH0=0xfc;		                  //定时1ms

	TL0=0x18; 

	if(++counter_100ms>=100)				

	{

		counter_100ms=0;

		flag_100ms=1;

	}

	if(++counter_10ms>=10)

	{

		flag_10ms=1;

		counter_10ms=0;

	}

	if(PWM&&--PWM_temp==0)

	{

		PWM_OUT1=!PWM_OUT1;

		if(PWM_OUT1) PWM_temp=PWM;

		else PWM_temp=100-PWM;			//PWM周期小于等于采样周期

	}

}



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

*函数名：void EIRQ0(void)

*函数功能：外部中断0处理函数 记录脉冲个数

*函数参数：无

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

void EIRQ0(void) interrupt 0  

{

	count0++;

}



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

*函数名：viod PIDInit(void)

*函数功能：PID参数初始化

*函数参数：无

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

void PIDInit(void)

{

//	sptr->SumError = 0;

	sptr->LastError = 0; //Error[-1]

	sptr->PrevError = 0; //Error[-2]

	sptr->Proportion = 2.3; //比例系数

	sptr->Integral = 1.2;   //积分系数

	sptr->Derivative = 0.1; //微分系数

	sptr->SetValue = 0;

}



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

*函数名：int PID_Calc（int MeasureValue）

*函数功能：PID算法 调节PWM增量

*函数参数：MeasureValue  测得的速度值 PID_Adjust 返回值 PWM误差修正值

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

int PID_Calc(int MeasureValue)

{

	register int iError, PID_Adjust; 

	iError = sptr->SetValue - MeasureValue; 		//计算增加量

	PID_Adjust = (int)(sptr->Proportion * iError 			//E[k]项

	- sptr->Integral * sptr->LastError 				//E[k－1]项

	+ sptr->Derivative * sptr->PrevError); 			//E[k－2]项

	//存储当前误差以便后面计算

	sptr->PrevError = sptr->LastError;

	sptr->LastError = iError;

	//返回增量值

	return (PID_Adjust);

}



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

*函数名：void main(void)

*函数功能：主函数

*函数参数：无

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

void main(void)		  

{

	TMOD=0x01;

	TH0=0xfc;

	TL0=0x18;

	IT0=1;

	EX0=1;

	ET0=1;

	TR0=1;

	EA=1;

	PWM_OUT1=0 ; 

	PWM_OUT2=0;

	PIDInit();	

	while(1)

	{

		if(flag_100ms)			   //100ms采集一次脉冲数

		{

			Seep_Measure=count0;   //(600/600)*count0

			count0=0;

			flag_100ms=0;

			if(start==1)		   //调整PWM

			{

				int PWM_PID;

				PWM_PID=PID_Calc(Seep_Measure);

				if((PWM+0.5*PWM_PID)<99&&(PWM+0.5*PWM_PID)>1) //防止调节比例过大 造成PWM值超出范围

				PWM=PWM+0.5*PWM_PID;	   				      //0.5用于保证速度调整跨度过大时PWM不会过界

			}

		}

		if(flag_10ms)

		{

			keyscan();

			display();

			flag_10ms=0;

		}

	}

}


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Camaro、 2019-06-16
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求 keil 和 protues 文件 337078588@qq.com 好人一生平安
qq_45029205 2019-05-08
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求keil和protues文件😭846721588@qq.com
专业电子工作室 2017-08-22
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万能的博主！正在学习中，能发下你的protues仿真图不，好人一生平安！！！！787377625@qq.com
arvin-huang 2017-08-04
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1209459220@qq.com 谢谢楼主
qq_34954658 2017-08-03
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正在学PID,谢谢楼主了！
星空下的醉梦人 2017-07-30
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谢了，本人学生，自学PID正愁没有观摩的代码呢
qq_17640453 2017-07-30
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1256537745@qq.com 谢谢楼主
My-sf 2017-06-30
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楼主，L298下面是啥，显示的液晶选的是那款，可以发一下Proteus仿真吗？，谢谢，pyh9025@163.com
wklzxtqtt 2017-06-20
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请问可以吧proteus仿真给一下吗，我们最近也做这个
qq_38179810 2017-05-03
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请问有proteus仿真步进电机PID控制的吗？谢谢各位大神
qq_38179810 2017-05-03
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2734501925@qq.com 谢谢
qq_35488335 2017-03-28
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学习一下，不错的方法
lgc980 2016-12-23
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605108925@qq.com 谢谢
lgc980 2016-12-23
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楼主在不,能发一下仿真程序吗？这个有点模糊
qq_36976219 2016-12-11
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求proteus电路图，2201898562@qq.com，先谢过。
三里十步 2016-06-29
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马住，，，一会过来看看
qq_32738061 2016-02-16
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求proteus电路图，185792848@qq.com，先谢过。
qq_25368261 2015-10-07
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求proteus电路图，2544132986@qq.com，先谢过。
worldy 2015-06-20
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int PID_Calc(int MeasureValue) { register int iError, PID_Adjust; iError = sptr->SetValue - MeasureValue; //计算增加量 PID_Adjust = (int)(sptr->Proportion * iError //E[k]项 - sptr->Integral * sptr->LastError //E[k－1]项//为什么是减的？为什么是上次误差？误差积分值呢？ + sptr->Derivative * sptr->PrevError); //E[k－2]项//微分体现在哪？ //存储当前误差以便后面计算 sptr->PrevError = sptr->LastError; sptr->LastError = iError; //返回增量值 return (PID_Adjust); }
worldy 2015-06-20
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引用 3 楼 u011241080 的回复:
P*iError+I*(iError-LastError)+D*(iError-2*LastError+PrevError)
请教，这个公式积分环节在哪？微分环节为什么是iError-2*LastError+PrevError？
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整理一套完整的学习51单片机的教程，方便没有基础或者基础性不强的同学学习。本套视频一些原理性理论上的东西不多，因为原理理论上的东西你们的课本或者其他资料我相信你们也会了解过。我是从我7年工作总结中，怎么快速让同学门把51单片机快速用起来。本教程主要结合proteus仿真软件教学，这样就节省同学们买开发板的费用,同时你把我讲的每章学习完了，也差不多等同你学习完一块开发板的资源。
PID控制直流电机调速（含proteus仿真）
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基于51单片机的L298N直流电机调速系统Proteus仿真
本此设计选择STC89C52单片机作为主控芯片，选取带有光电编码器的直流电机作为被控对象，利用单片机的T0定时器产生PWM信号并送到直流电机。在Proteus仿真环境下搭建了L298N直流电机驱动电路、矩阵键盘扫描电路以及LCD12864显示电路。实现了直流电机的启动、加速、正转、反转、制动等功能。同时，采用PID控制算法可实现电机速度在特定的场合实现自动切换
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