【正文】 //當(dāng)前誤差 iError = sptrSetPoint NextPoint。 /*==================================================================================================== Initialize PID Structure PID參數(shù)初始化=====================================================================================================*/ void IncPIDInit(void) { sptrSumError = 0。 //比例常數(shù) Proportional Const double Integral。j=100。 sbit io_key_3 = P1^6 。 if(io_key_4 == 0)return KEY_VALUE_4 。 0x07 define KEY_NULL 0x0b define KEY_VALUE_4 0x0d define KEY_VALUE_3 io_key_1 = 1 。 EA=1。 wei01 = 1。 ia。.《電子器件》， 2006年第03期[13] ，2003修訂版[14] 薛均義、張彥斌、 2003[15] ,2008[16] Bennett S. The Past of PID Controllers. Annual Reviews in Control, 2001,[17] Min Sen chiu。若采用增量算法，與原始值無(wú)關(guān)，易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。如果10ms 之后I/O口不為低電平，則說(shuō)明是干擾信號(hào)，而不是按鍵被按下。圖 主程序流程圖 顯示子程序 共陰極數(shù)碼管是用高電平（“1”）點(diǎn)亮的，要求驅(qū)動(dòng)功率較大。 使用獨(dú)立的Keil仿真器時(shí)，注意事項(xiàng) * ，但用戶(hù)可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。仿真的概念其實(shí)使用非常廣，含義就是使用可控的手段來(lái)模仿的情況。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。電路如上圖。單片機(jī)需發(fā)送兩次寫(xiě)信號(hào) 才可完成一 次完整的D/A轉(zhuǎn)換。外接高精度電壓源，其電壓可正可負(fù)，可 在10V～+10V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，為芯片內(nèi)電阻網(wǎng)絡(luò)提供高精度 基準(zhǔn)電壓。⑦ IOUT1：電流輸出引腳1。單電源供電，從+5V～+15V均可正常工作。作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是0—，即（5/256）V。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。CLK：時(shí)鐘信號(hào)。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。A/D轉(zhuǎn)換電路用來(lái)把連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字形式，即二進(jìn)制數(shù)。（2）置計(jì)數(shù)初值。它的內(nèi)部是4個(gè)數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因?yàn)槔锩嬗?個(gè)數(shù)碼管，所以它有4個(gè)公共端，加上a~dp，共有12個(gè)引腳，下面便是一個(gè)共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽(yáng)的與之相反）。獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。這個(gè)電路輸入的是220v的交流電，經(jīng)過(guò)全橋整流穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的+5v直流電。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。 4. I/O線 :80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、PPP3口，共32個(gè)引腳。 ② PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。堆棧指針SP：是用來(lái)指示堆棧的起始地址。 表1 RE0,RE1選擇RS1RS0工作寄存器組片內(nèi)RAM地址00第0組00H07H01第1組08H0FH10第2組10H17H11第3組18H1FH *OV：溢出標(biāo)志。（1） 運(yùn)算器運(yùn)算器以算術(shù)邏輯單元ALU為核心，加上累加器ACC、暫存寄存器TMP和程序狀態(tài)字寄存器PSW等所組成。 （2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和特殊功能寄存器SFR。更不用說(shuō)家用電器，汽車(chē)設(shè)備領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域，自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。（3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 （4）易擴(kuò)展 單片機(jī)內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行必需的部件。相對(duì)過(guò)去以剖析、復(fù)制外國(guó)產(chǎn)品為主的思路有了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。國(guó)內(nèi)人們使用最廣泛的是MCS51系列單片機(jī)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點(diǎn)進(jìn)一步突出。，成本低。不同的PID參數(shù)組合，有時(shí)會(huì)得到十分相近的控制結(jié)果。PID控制參數(shù)的整定方法概念確定調(diào)節(jié)器的比例度δ、積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD。而Fisher Control、Yokogawa、Eurotherra等公司紛紛在各自的工業(yè)控制器系列中也結(jié)合了不同的PID參數(shù)自動(dòng)整定算法。影響穩(wěn)態(tài)性能可以減少靜差，但不能消除消除靜差，但不能太大配合比例控制，可以減少靜差動(dòng)態(tài)性能加快系統(tǒng)速度，但會(huì)引起震蕩太小會(huì)不穩(wěn)定，太大會(huì)影響性能太大和太小都會(huì)引起超調(diào)量大，過(guò)度時(shí)間長(zhǎng)PID 控制器是一個(gè)在工業(yè)控制應(yīng)用中常見(jiàn)的反饋回路部件。加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。大量工程實(shí)踐表明，線性組合不一定是最好的組合方式，能否 在非線性領(lǐng)域找到更加合適的組合方式是值得去探索的。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例加上微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。PID控制，實(shí)際中有PI和PD控制。 論文研究的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排在對(duì)PID控制的發(fā)展現(xiàn)狀、PID控制器的特點(diǎn)和單片機(jī)的結(jié)構(gòu)等知識(shí)的閱讀和了解，設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的PID控制器。針對(duì)這些問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在尋求PID控制器參數(shù)的自動(dòng)整定技術(shù)，以適應(yīng)復(fù)雜的工況和高指標(biāo)的控制要求。在一些情況下針對(duì)特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PID控制器控制得很好，但仍不可否認(rèn)PID也有其固有的缺點(diǎn)：PID在控制非線性、時(shí)變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過(guò)程時(shí)，工作地不是太好。，他先利用模糊控制語(yǔ)句組的模糊控制器，用于鍋爐和汽輪機(jī)的運(yùn)行控制；我國(guó)的模糊控制理論和研究工作是在1979年開(kāi)始的，如對(duì)模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模糊推理算法、自學(xué)習(xí)或自組織模糊控制器以及模糊控制器的穩(wěn)定性方面的研究；80年代末對(duì)模糊控制器和PID控制器的關(guān)系進(jìn)行研究，1985年，徐承偉提出模糊控制器輸出與被控對(duì)象之間存在積分作用；1987年胡家耀在這基礎(chǔ)上提出FuzzyPI調(diào)節(jié)器，用于退火爐燃燒過(guò)程中；1988年，河北廊坊市工具廠李利民、王金奎研制的高溫鹽浴爐微機(jī)控制系統(tǒng)以磁性調(diào)壓器作為執(zhí)行元件，采用MPID調(diào)解方式，當(dāng)爐溫在11001300攝氏度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)誤差小于20度；1989年，武漢鋁廠鄭恭恒、沈協(xié)和用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)爐溫控制，采BangBang和PID相結(jié)合的算法，達(dá)到升溫速度快，超調(diào)量小的升溫效果；1997年，吉林工業(yè)大學(xué)呂俊偉、王文成、黃海東研制的模糊PI開(kāi)關(guān)混合控制器用于滲炭爐溫度控制系統(tǒng)，縮短了升溫時(shí)間，大大提高了控制精度最大超調(diào)量小于1度；DESBOROUGH和MILLER在2002年的一次統(tǒng)計(jì)報(bào)告中指出，目前在美國(guó)有超過(guò)11600個(gè)有PID控制器結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器在工業(yè)控制中應(yīng)用，有一些復(fù)雜的控制律其基本控制也用的PID控制算法，有大部分的反饋回路都是用的PID控制算法。PID控制的思想逐漸明確，氣動(dòng)反饋放大器被發(fā)明,儀表工業(yè)的重心被放在實(shí)際PID 控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或者當(dāng)使用者得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)很難采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)用PID控制技術(shù)是最方便的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口這幾個(gè)部分。PID控制被證明是一種非常好的控制模式。 圖 模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖 PID控制的發(fā)展和趨勢(shì)PID控制技術(shù)的發(fā)展可以分為兩個(gè)階段。一些處于世界領(lǐng)先地位的自動(dòng)化儀表公司對(duì)PID控制器的早期發(fā)展做出重要貢獻(xiàn),甚至可以說(shuō)PID控制器完全是在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中被發(fā)明并逐步完善起來(lái)的。也就是，PID參數(shù)Kp，Ki和Kd可以根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。一方面,各種新的好的控制思想不斷被應(yīng)用于PID控制器的設(shè)計(jì)當(dāng)中或者是使用新的控制思想設(shè)計(jì)出具有PID結(jié)構(gòu)的新控制器,PID控制技術(shù)被注入了很多新的活力。國(guó)際著名自動(dòng)化儀表廠商都十分注意PID功能的應(yīng)用，如20世紀(jì)70年代至80年代中期，從DCS的PID組態(tài)，擴(kuò)大各種PID控制功能（如抗積分飽和、疊加邏輯狀態(tài)等）到推出自整定PID控制（如日本東芝公司的FuiiMicrer自整定調(diào)節(jié)器、美國(guó)Foxboro公司的Exact自整定調(diào)節(jié)器、日本橫河機(jī)電株式會(huì)社的YS80專(zhuān)家自整定調(diào)節(jié)器）。第五章主要是軟件設(shè)計(jì)，有軟件的介紹和程序的設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)有按鍵程序、顯示程序、PID參數(shù)設(shè)置程序和PID算法程序與各程序設(shè)計(jì)的流程圖和仿真圖。積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。主要原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。 (2)誤差的微分信號(hào)的產(chǎn)生沒(méi)有太好的辦法 由于微分器物理不可實(shí)現(xiàn)，只能近似實(shí)現(xiàn)。PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響作用缺點(diǎn)P加快調(diào)節(jié)，減少穩(wěn)態(tài)誤差。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)蓄料目結(jié)合，組成PD或PID控制。近年來(lái)，國(guó)際自動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)ID控制器參擾、提高魯棒性、加快算法的收斂速度等方向發(fā)展 。③智能PID控制技術(shù)有待進(jìn)一步研究，將自適應(yīng)、自整定和增益計(jì)劃設(shè)定有機(jī)結(jié)合，使其具有自動(dòng)診斷功能；結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、直覺(jué)推理邏輯等專(zhuān)家系統(tǒng)思想和方法對(duì)原有PID控制器設(shè)計(jì)思想及整定方法進(jìn)行改進(jìn)；將預(yù)測(cè)控制、模糊控制和PID控制相結(jié)合，進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)性能，都是智能PID控制發(fā)展的極有前途的方向。工程整定法：經(jīng)驗(yàn)法、衰減曲線法、臨界比例度法、響應(yīng)曲線法。 ,I,D三個(gè)參數(shù)和參數(shù)的設(shè)定值。特點(diǎn)：存儲(chǔ)器容量小，尋址范圍小（不大于4K），無(wú)串行接口，指令系統(tǒng)功能不算強(qiáng)。片上還有8路10位ADC、1路PWM輸出及高速I(mǎi)/O部件等。韓國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣省的一些公司在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以低價(jià)位的兼容產(chǎn)品搶占中國(guó)的市場(chǎng)?？磫纹瑱C(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有： 低功耗CMOS化微型單片機(jī)主流與多品種共存單片機(jī)的特點(diǎn)(1) 控制性能好、可靠性高可對(duì)I/O端口直接操作，位操作能力更是其它計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷(xiāo)量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加使其價(jià)格低廉，其性能價(jià)格比極高。在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)不同的需求要選擇合適的單片機(jī)，選擇單片機(jī)時(shí)要注意下幾點(diǎn)：(1)單片機(jī)的基本性能參數(shù)；(2)單片機(jī)的增強(qiáng)功能；(3)單片機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)；(4)芯片的封裝形式；(5)芯片工作溫度范圍符合工業(yè)級(jí)、軍品級(jí)還是商業(yè)級(jí)；(6)單片機(jī)的工作電壓范圍；(7)單片機(jī)的抗干擾性能好；(8)單片機(jī)開(kāi)發(fā)是否支持高級(jí)語(yǔ)言以及編程環(huán)境要好用易學(xué)；根據(jù)上面的原則和本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，我們選擇了8051單片機(jī)作為主控模塊的核心芯片。 （7）中斷控制系統(tǒng)。在進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，若低半字節(jié) 向高半字有進(jìn)位或借位，AC=1，否則AC=0，AC還作為BCD 碼運(yùn)算調(diào)整時(shí)的判別位。（2）控制器控制器包括程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器、指令譯碼器、數(shù)據(jù)指針DPTR、堆棧指針SP、緩沖器以及定時(shí)與控制電路等。 :(1) VCC 芯片電源，接+5V； (2)VSS 接地端； :XTALXTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 (4) EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。P1口只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。它的三個(gè)引腳：其中1接整流器輸出的正電壓，2為公共地也就是負(fù)極，3是+5v電壓。(3) 準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號(hào)），以滿(mǎn)足跳轉(zhuǎn)指令的要求。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。定時(shí)器的中斷由中斷允許寄存器IE，中斷優(yōu)先權(quán)寄存器IP中的相應(yīng)位進(jìn)行控制。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識(shí)別和處理數(shù)字量，因此必須經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象的識(shí)別和處理。高速模數(shù)轉(zhuǎn)換的整個(gè)過(guò)程均需要使用硬件。GND：芯片參考0電位（地）。ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。因此，D/A轉(zhuǎn)換器內(nèi)部必須要有一個(gè)解碼網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)按權(quán)