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51單片機水箱檢測系統程序 檢測溫度ph值 PID算法控制溫度到設置值

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51單片機檢測水箱內溫度，ph值；
使用pid算法控制溫度到設置值；
普通控制ph值到設定值

溫度低，啟動加熱；PH值過高，啟動進水；PH值過低，啟動進料。
水位過高，啟動放水。

電路原理圖如下：


仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


程序流程圖



元件清單:
元件    型號    數量
單片機    AT89C51    1
電容    10uf    1
電容    30pf    2
晶振    12MHZ    1
電阻    10k    1
按鈕        7
溫度傳感器    DS18B20    1
模數芯片    ADC0832    1
電位器    1k    2
電阻    1k    4
三極管    PNP    4
繼電器    5V    4
顯示器    LCD1602    1
排阻    10k    1

單片機源程序如下:
  1. #include "reg51.h"
  2. #include "lcd1602.h"
  3. #include "Ds18b20.h"
  4. #include "ADC0832.h"
  5. #include"pid_pwm.h"
  6. #define uchar unsigned char
  7. #define uint unsigned int
  8. sbit k1=P3^2;//按鈕
  9. sbit k2=P3^3;
  10. sbit k3=P3^4;
  11. sbit k4=P3^5;
  12. sbit k5=P3^6;
  13. sbit k6=P3^7;
  14. sbit out1=P2^4;//輸出控制
  15. sbit out2=P2^5;
  16. sbit out3=P2^6;
  17. sbit out4=P2^7;

  19. uchar time=0,mode=0;//系統變量
  20. uchar wendu=0,ph=0,water=0;//溫度，pH值，水位
  21. uchar lim1=25,lim2=7,lim3=100;//閥值
  22. uchar disp1[]="T:000 P:00 H:000";
  23. uchar disp2[]="  000   00   000";
  24. uchar pwm=0;
  25. //主函數
  26. void main()
  27. {
  28.         uchar i=0;
  29.         init_1602();
  30.         TMOD|=0X01;
  31.         TH0=0X3C;
  32.         TL0=0XB0;        
  33.         ET0=1;//打開定時器0中斷允許
  34.         EA=1;//打開總中斷
  35.         TR0=1;//打開定時器
  36.         while(1)
  37.         {
  38.                 //PWM輸出
  39.                 if(i<99)
  40.                          i++;
  41.                 else
  42.                         i=0;
  43.                 if(i<pwm)
  44.                         out4=0;
  45.                 else
  46.                         out4=1;
  47.                 //按鍵檢測
  48.                 if(!k1)
  49.                 {
  50.                         if(lim1<120)
  51.                                 lim1++;
  52.                         while(!k1);
  53.                 }
  54.                 if(!k2)
  55.                 {
  56.                         if(lim1>0)
  57.                                 lim1--;
  58.                         while(!k2);
  59.                 }
  60.                 if(!k3)
  61.                 {
  62.                         if(lim2<14)
  63.                                 lim2++;
  64.                         while(!k3);
  65.                 }
  66.                 if(!k4)
  67.                 {
  68.                         if(lim2>0)
  69.                                 lim2--;
  70.                         while(!k4);
  71.                 }
  72.                 if(!k5)
  73.                 {
  74.                         if(lim3<127)
  75.                                 lim3++;
  76.                         while(!k5);
  77.                 }
  78.                 if(!k6)
  79.                 {
  80.                         if(lim3>0)
  81.                                 lim3--;
  82.                         while(!k6);
  83.                 }
  84.         }
  85. }
  86. //定時器中斷
  87. void Timer0() interrupt 1
  88. {
  89.         uint i=0;
  90.         if(time<10)//0.5s
  91.                 time++;
  92.         else
  93.         {
  94.                 time=0;
  95.                 Ds18b20ReadTemp();//測溫
  96.                 wendu=ds18b20_temp;
  97.                 ph=ADC(1);//PH
  98.                 i=ph;
  99.                 ph=i*14/127;
  100.                 water=ADC(2);//水位
  101.                 //顯示
  102.                 disp1[2]=wendu/100+0x30;
  103.                 disp1[3]=wendu%100/10+0x30;
  104.                 disp1[4]=wendu%10+0x30;
  105.                 disp1[8]=ph/10+0x30;
  106.                 disp1[9]=ph%10+0x30;
  107.                 disp1[13]=water/100+0x30;
  108.                 disp1[14]=water%100/10+0x30;
  109.                 disp1[15]=water%10+0x30;
  110.                 write_string(1,0,disp1);
  111.                 disp2[2]=lim1/100+0x30;
  112.                 disp2[3]=lim1%100/10+0x30;
  113.                 disp2[4]=lim1%10+0x30;
  114.                 disp2[8]=lim2/10+0x30;
  115.                 disp2[9]=lim2%10+0x30;
  116.                 disp2[13]=lim3/100+0x30;
  117.                 disp2[14]=lim3%100/10+0x30;
  118.                 disp2[15]=lim3%10+0x30;
  119.                 write_string(2,0,disp2);
  120.                 //PID控制
  121.                 pwm=PID(lim1,wendu);
  122.                 //PH值控制
  123.                 if(ph>lim2)
  124.                         out1=0;
  125.                 else
  126.                         out1=1;
  127.                 if(ph<lim2)
  128.                         out3=0;
  129.                 else
  130.                         out3=1;
  131.                 //水位控制
  132.                 if(water>lim3)
  133.                         out2=0;
  134.                 else
  135.                         out2=1;
  136.         }
  137.         TH0=0X3C;
  138.         TL0=0XB0;
  139. }
復制代碼
  1. #include"pid_pwm.h"

  3. uchar P_dat=1,I_dat=1,D_dat=1;//PID參數
  4. uint pid_dat[]={0,0,0,0,0}; //臨時數據
  5. //PID計算,返回占空比
  6. uchar PID(uint mub,uint dat)//調整目標+測量數據
  7. {
  8.         uchar i=0;
  9.         uint j=0,sum=0,k=0;
  10.         //存儲數據
  11.         for(i=0;i<4;i++)
  12.                 pid_dat[i]=pid_dat[i+1];
  13.         pid_dat[4]=dat;

  15.         //P調節
  16.         j=0;
  17.         if(dat<mub)
  18.         {
  19.                 j=j+(mub-dat)*P_dat;
  20.                 if(j>100)
  21.                         j=100;
  22.         }
  23.         else
  24.         {
  25.                 k=(dat-mub)*P_dat;
  26.                 if(j>k)
  27.                         j=j-k;
  28.         }
  29.         //I調節
  30.         sum=0;
  31.         for(i=0;i<5;i++)
  32.                 sum+=pid_dat[i];
  33.         sum=sum/5;
  34.         if(sum>mub)//減小
  35.         {
  36.                 k=(sum-mub)*I_dat;
  37.                 if(j>k)
  38.                         j=j-k;
  39.         }
  40.         else  //增加
  41.         {
  42.                 k=(mub-sum)*I_dat;
  43.                 j+=k;
  44.                 if(j>100)
  45.                         j=100;
  46.         }
  47.         //D調節
  48.         if(dat>pid_dat[3])//減小
  49.         {
  50.                 k=(dat-pid_dat[3])*D_dat;
  51.                 if(j>k)
  52.                         j=j-k;
  53.         }
  54.         else  //增加
  55.         {
  56.                 k=(pid_dat[3]-dat)*D_dat;
  57.                 j+=k;
  58.                 if(j>100)
  59.                         j=100;
  60.         }
  61.         return j;
  62. }
復制代碼

Keil代碼與Proteus仿真下載:
51水箱水質溫度檢測系統.7z (911.22 KB, 下載次數: 102)

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沙發
ID:429944 發表于 2023-12-6 08:15 | 只看該作者
P_dat=1,I_dat=1,D_dat=1;PID參數一直是不變的話是不是有什么不妥？
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板凳
ID:433219 發表于 2025-3-5 10:35 | 只看該作者
PID參數一直是不變 ??? 有何意義？？？
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