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經過本次實訓，讓我對過程控制這一門課有了更深刻的了解。特別是雙位控制和PID控制，不僅對理論有了跟深刻的了解，還對它們實際應用有了一定的認識。這次實訓首先設計原理圖和布局PCB，然后做板子。在設計原理圖的時候沒有注意到數碼管是共陽的，也沒加三極管，導致數碼管很暗，后來在接數碼管位選的IO口上接了一個1K的上拉電阻，有效的解決了這個問題。其中本次實訓的關鍵在于調試，這也是最難，它不僅考驗了知識，還考驗了耐心。調試主要包括了測量參數，利用參數經數學計算工具擬合出曲線，還有就是不斷的修改程序，首先就是調節P值，不讓I作用，讓水位能在設定值的附近比較穩定的上下波動，出現等幅振蕩最好。最后加入I調節，調整I參數，是系統跟加好的穩定。不過本次實訓中我只調了P，因為調了P水位也能比較穩定的在設定值的附近微小的波動。

#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uint c=0; //獲取液位AD值，
unsigned char code dofly_DuanMa[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,
0x90,0X88,0X83,0Xc6,0Xa1,0X86,0X8e};// 顯示段碼值0~9
/*ADC0809*/
sbit EOC=P3^2; //轉換結束信號
sbit OE=P3^3; //允許輸出信號
sbit ST=P3^4; //轉換啟動信號
sbit CLK=P3^5; //時鐘
/*按鍵*/
sbit KeyPlus=P2^0;//按鍵加
sbit KeyMinus=P2^1;//按鍵減
/*驅動*/
sbit ENA=P3^6;//進出水控制
double KZ=100;
double YEWEI; //獲取液位AD對應液位值，
uint rout; // PID Response (Output)
uint getdata;
uint PWM_L;
uint speed_L = 0;
void DelayUs2x(unsigned char t)
{
while(--t);
}
void DelayMs(unsigned char t)
{
while(t--)
{
//大致延時1mS
DelayUs2x(245);
DelayUs2x(245);
}
}
void InitTimer0(void)
{
TMOD = 0x11;
TH0 = (65536-500)/256; //求模 0.5ms
TL0 = (65536-500)%256; //求余
TH1 = 0x0EC;
TL1 = 0x78;
EA = 1;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
ET1 = 1;
TR1 = 1;
}
void InitAdc(void) //ADC初始化
{
ST=0;
OE=0;
ST=1;
ST=0;
}
void AdcObtainData(void) //ADC或出數據
{
while(EOC==0);
OE=1;
getdata=P1;
if(getdata<53)
{
getdata=53;
}
YEWEI=(double)5*((double)(getdata)-53);//AD值是70就對應100mm的液位高度
OE=0;
DelayMs(200); //延時防止采集頻率過快
}
typedef struct PID
{
int SetPoint;//設定目標Desired Value
//long SumError; //誤差累計
double Proportion; //比例常數Proportional Const
double Integral; //積分常數Integral Const
double Derivative; //微分常數Derivative Const
int LastError; //Error[-1]
int PrevError; //Error[-2]
}
PID;
static PID sPID;
static PID *sptr = &sPID;
/*PID參數初始化*/
void IncPIDInit(void)
{
//sptr->SumError = 0;
sptr->LastError = 0; //Error[-1]
sptr->PrevError = 0; //Error[-2]
sptr->Proportion = 5; //比例常數Proportional Const
sptr->Integral = 0;//積分常數Integral Const
sptr->Derivative = 0; //微分常數Derivative Const
}
/*增量式 PID 計算部分*/
int IncPIDCalc(int NextPoint)
{
register int iError,iIncpid; //當前誤差
iError = sptr->SetPoint - NextPoint;//增量計算
iIncpid = sptr->Proportion * iError//E[k]項
- sptr->Integral*sptr->LastError//E[k－1]項
+ sptr->Derivative * sptr->PrevError; //E[k－2]項
//存儲誤差，用于下次計算
sptr->PrevError = sptr->LastError;
sptr->LastError = iError;
//返回增量值
return(iIncpid);
}
void SheZhi(void)//按鍵設置液位高度
{
if(KeyPlus==0) //液位增加按鍵
{
DelayMs(100); //防止按鍵抖動
while(!KeyPlus);
KZ=KZ+10;
}
if(KeyMinus==0) //液位降低按鍵
{
DelayMs(100); //防止按鍵抖動
while(!KeyMinus);
KZ=KZ-10;
}
}
void Control(void) //液位控制
{
InitAdc();
AdcObtainData();
if(KZ>YEWEI)
{
if(KZ-YEWEI>50)
{
PWM_L=250;
}
else
{
rout=IncPIDCalc(YEWEI);
PWM_L=(uchar)(rout);
if(PWM_L>80)
PWM_L=80;
}
}
}
void main(void)
{
InitTimer0();
IncPIDInit(); //初始化PID
while(1)
{
sptr->SetPoint = KZ ;
SheZhi(); //調用設置函數
Control();//調用控制函
}
}
void jishi(void) interrupt 1 using 1 //定時器中斷0輸出PWM
{
TH0 = (65536-500)/256; //求模 0.5ms
TL0 = (65536-500)%256; //求余
/*用來水泵調速*/
speed_L++;
if(speed_L < PWM_L) //左輪PWM調速給出高電平占空比
{
ENA = 0;
}
else if(speed_L > PWM_L) //左輪PWM調速給出低電平占空比
{
ENA = 1;
}
if(speed_L == 300) //周期至300時清零
{
speed_L = 0;
ENA = 0;
}
/*ADC時鐘*/
CLK=~CLK;
}
void Timer1Interrupt(void) interrupt 3
{
TH1 = 0x0ec;
TL1 = 0x78;
switch(c)
{
case 0:P2=0X8f;P0=dofly_DuanMa[((uint)YEWEI)/16];break;//顯示2位當前液位值break;
case 1:P2=0X4f;P0=dofly_DuanMa[((uint)YEWEI)%16];break;
case 2:P2=0X2f;P0=dofly_DuanMa[(uint)KZ/16];break;//顯示設定液位值break;
case 3:P2=0X1f;P0=dofly_DuanMa[(uint)KZ%16];break;
}
c++;
if(c==4){c=0;}
}

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