【正文】 nsigned char t=0。 //temp2為溫度數(shù)據(jù)地4位，即溫度的小數(shù)部分（） temp=((b*256+a)4)。N39。 DisplayOneChar(9,0,seconde/10+0x30)。 DisplayOneChar(12,1,temp1%10+0x30)。break。 ET0=1。 //計(jì)算誤差 while(1) { //溫控開(kāi)關(guān)開(kāi) if(ON_OFF==1) { if(ek=15) {outflag=1。 //uk初值，用于參考以后uk加熱時(shí)間 start_flag=1。 //LCD初始化 init_timer0( )。 switch(set) //LCD根據(jù)工作模式顯示 { case 0:displayfun1()。 } //5s進(jìn)行一次PID計(jì)算 if(TIM=100) { PID()。} if(temp50){led1=0。break。 ek1=ek。 } if(hour=24 ) {hour=0。 } }/***************定時(shí)器t0初始化*******************/void init_timer0(void){ TMOD=0x01。 if(hour=23)hour=23。 DisplayOneChar(4,0,hour%10+0x30)。 //顯示屏打開(kāi)，光標(biāo)不顯示，不閃爍，檢測(cè)忙信號(hào) DisplayListChar(0,0,str0)。 //液晶上顯示預(yù)設(shè)的溫度 DisplayOneChar(11,1,temp1/10+0x30)。 temp1+=(aamp。 DQ = 1。 uchar dat = 0。 Xamp。 WriteCommandLCM(0x38,1)。 while(DATAPORTamp。 _nop_()。 case 0x82: ON_OFF=!ON_OFF。break。0x10)!=0) //掃描完4行后跳出 { P1=hang。 //向18B20度數(shù)據(jù)子函數(shù)void WriteOneChar(unsigned char dat)。 //LCD檢測(cè)忙子程序void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC)。 //定義全局變量 set為工作模式選擇float K。 //時(shí)鐘加 P1口sbit P1_2=P1^2。硬件的設(shè)計(jì)問(wèn)題并不多，因?yàn)樯蠈W(xué)期學(xué)過(guò)單片機(jī)課程，所以整個(gè)過(guò)程比較順利。積分項(xiàng)Ki/S用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分項(xiàng)會(huì)使動(dòng)態(tài)過(guò)程變慢，增大系統(tǒng)的超調(diào)量，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變壞。time(s)39。plot(time,rin,39。 else alpha=0。um=1000。inputdelay39。.m文件中抗飽和積分程序如下：41 / 41if u(k)=um if error(k)0 alpha=0。由此可算出K1=，Tc=。時(shí)間顯示程序見(jiàn)附件一。 //計(jì)算PID輸出uk if(start_flag==0) //PID運(yùn)算標(biāo)志位 { uk0=uk。 ek=Ktemp。 圖11 主程序流程圖 圖12 鍵盤(pán)掃描流程圖主程序見(jiàn)附件一。在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。它之所以能夠有這些優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)樗褱囟葯z測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。一種比較好的克服積分飽和的方法是采用積分分離法。積分分離法的基本控制思想是在偏差大于某個(gè)規(guī)定的門(mén)限值時(shí)，停止并取消積分作用；而在誤差小于此門(mén)限值時(shí)才計(jì)算并引入積分作用，來(lái)消除穩(wěn)定誤差。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。 鍵盤(pán)設(shè)置電路 本系統(tǒng)選擇4*4矩陣鍵盤(pán)作為輸入部分，用來(lái)輸入預(yù)設(shè)溫度、開(kāi)啟與關(guān)閉加熱、調(diào)節(jié)時(shí)間等。按鍵程序本系統(tǒng)采用4*4鍵盤(pán)，鍵盤(pán)掃描的思想是首先判斷是否真的有鍵按下，然后開(kāi)始判斷究竟是哪一個(gè)鍵按下。 //計(jì)算誤差 while(1) { if(ON_OFF==1) //溫控開(kāi)關(guān)開(kāi) { if(ek=15) {outflag=1。 //uk初值，用于參考以后uk加熱時(shí)間 start_flag=1。六、MATLAB/SIMULINK仿真部分理論分析由于經(jīng)過(guò)PID后計(jì)算出的控制量控制每次加熱棒的加熱時(shí)間，即對(duì)應(yīng)所提供的熱量。所以得被測(cè)溫度與供熱之間的傳遞函數(shù)W1S=+所用加熱棒為150W，經(jīng)過(guò)PID算法后所得的為一個(gè)周期內(nèi)加熱的時(shí)間，設(shè)一周期為5秒，有100個(gè)可控高低電平，故在PID環(huán)節(jié)之后需乘系數(shù)150W*1s100*5=3/10而加熱棒加熱需要一定時(shí)間，故增加滯后環(huán)節(jié)。 else alpha=1。,20)。kp=32。 endelse alpha=1。b39。)。微分KdS的控制作用與偏差的變化速度有關(guān)。其次是軟件系統(tǒng)的搭建，在編寫(xiě)程序時(shí)，一些子模塊都是在網(wǎng)上找的現(xiàn)成的，為此省去了不少時(shí)間和精力。 //時(shí)鐘減 P2口sbit led1=P3^2。 //設(shè)定的溫度bit ON_OFF=0。 //寫(xiě)指令到LCD子函數(shù)void WriteDataLCM(uchar WDLCM)。 //往18b20寫(xiě)一個(gè)數(shù)據(jù)子函數(shù)void ReadTemperature(void)。 if((P1amp。 case 0x24: key=6。break。 LCM_EN=0。BUSY) { LCM_EN=0。 //8bit數(shù)據(jù)傳送，2行顯示，5*7字型，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x08,1)。=0x0f。 for (i=8。 dat=1。0xf0)4。 //液晶上顯示測(cè)得的溫度 DisplayOneChar(12,1,temp1%10+0x30)。 DisplayListChar(0,1,str1)。 DisplayOneChar(9,0,seconde/10+0x30)。 break。 //time0為定時(shí)器，方式1 TH0=0x3c。} }/**************************PID計(jì)算子函數(shù)*******************************/void PID(void){ float ek,ek1,ek2,ek_sum。 ek_sum+=ek。} //不加熱}}/******************主函數(shù)*****************/ void main(void){ P1=0xff。} //如果溫度大于50度，黃燈亮 else led1=1。 TIM=0。} //如果溫度小于30度，綠燈亮 else led2=1。 //延時(shí)500ms啟動(dòng) initLCM( )。 //計(jì)算PID輸出uk if(start_flag==0) //PID運(yùn)算標(biāo)志位 { uk0=uk。 ek=Ktemp。 EA=1。 if(minite=59)minite=59。 DisplayOneChar(11,1,temp1/10+0x30)。 DisplayOneChar(7,0,minite%10+0x30)。 //temp2不顯示不知道為什么 if(ON_OFF==0) //若溫控標(biāo)志為0 { DisplayOneChar(15,0,39。0x0f。 unsigned char b=0。i) { DQ = 0。 ListLength++。 //清屏，檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCM(0x06,1)。 _nop_()。 //檢測(cè)忙信號(hào) DATAPORT=WDLCM。 } value[times1]=key。 case 0x41: key=7。0xf0)|0x0f。 //PID計(jì)算子程序/*********延時(shí)K*1ms,**********/void delay_LCM(unsigned int k){ unsigned int i,j。 //顯示指定坐標(biāo)的一個(gè)字符子函數(shù)void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar code *DData)。 //溫控標(biāo)志，為1時(shí)表示加熱，LCD上用|表示；為0時(shí)表示不加熱，LCD上用^表示unsigned int TIM。sbit DQ = P3^6。PROTEUS是我新掌握的一個(gè)軟件，對(duì)它的學(xué)習(xí)花去近兩天的學(xué)習(xí)時(shí)間，然后我利用PROTEUS進(jìn)行了電路的搭接仿真，可能是沒(méi)有實(shí)物的操作，仿真結(jié)果不是十分正確，只進(jìn)行了簡(jiǎn)單搭接和電源開(kāi)啟檢查了一下能否正常工作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用的是試湊法進(jìn)行PID參數(shù)整定。Controller output39。r39。 end%Return of PID parametersu_3=u_2。kd=。z39。 else alpha=0。P=20,I=0,D=0快速性得到很大改善，再增大P。設(shè)水溫為T(mén) ,環(huán)境溫度(干擾)為T(mén)0,供熱量Q1=I2R Q2=KrA(TT0)式中: Kr 為散熱系數(shù)。 } //開(kāi)始PID計(jì)算 else if(start_flag==1) { //加熱片加熱時(shí)間 Time_on=uk*div。Time_on=100。程序流程圖如圖12所示。圖6 4*4矩陣鍵盤(pán)其中數(shù)字鍵用于設(shè)定溫度值。 水溫控制電路設(shè)