寫在前面的話：
這是我收藏的一個(gè)典型的PID處理程序，包含了zui常用的PID算法的基本架構(gòu)，沒有包含輸入輸出處理部分。適合新手了解PID結(jié)構(gòu)，入門學(xué)習(xí)用。

注意：
使用不同的MCU的時(shí)候，需要進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)化和改寫。而且由于單片機(jī)的處理速度和ram資源的限制，一般不采用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。而將所有參數(shù)全部用整數(shù)，運(yùn)算到zui后再除以一個(gè)2的N次方數(shù)據(jù)（相當(dāng)于移位），作類似定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算。這樣可大大提高運(yùn)算速度，根據(jù)控制精度的不同要求，當(dāng)精度要求很高時(shí)，注意保留移位引起的“余數(shù)”，做好余數(shù)補(bǔ)償就好了。

廢話不多說，下面上程序

1. #Include<reg51.h>
2. #Include<intrins.h>
3. #Include<math.h>
4. #Include<string.h>
5. struct PID {
6.         unsigned int SetPoint; // 設(shè)定目標(biāo) Desired Value
7.         unsigned int Proportion; // 比例常數(shù) Proportional Const
8.         unsigned int Integral; // 積分常數(shù) Integral Const
9.         unsigned int Derivative; // 微分常數(shù) Derivative Const
10.         unsigned int LastError; // Error[-1]
11.         unsigned int PrevError; // Error[-2]
12.         unsigned int SumError; // Sums of Errors
13.         };
14. struct PID spid; // PID Control Structure
15. unsigned int rout; // PID Response (Output)
16. unsigned int rin; // PID Feedback (Input)
17. sbit data1=P1^0;
18. sbit clk=P1^1;
19. sbit plus=P2^0;
20. sbit subs=P2^1;
21. sbit stop=P2^2;
22. sbit output=P3^4;
23. sbit DQ=P3^3;
24. unsigned char flag,flag_1=0;
25. unsigned char high_time,low_time,count=0;//占空比調(diào)節(jié)參數(shù)
26. unsigned char set_temper=35;
27. unsigned char temper;
28. unsigned char i;
29. unsigned char j=0;
30. unsigned int s;
31.         /***********************************************************
32.         延時(shí)子程序,延時(shí)時(shí)間以12M晶振為準(zhǔn),延時(shí)時(shí)間為30us×time
33.         ***********************************************************/
34. void delay(unsigned char time)
35.         {
36.             unsigned char m,n;
37.             for(n=0;n<time;n++)
38.             for(m=0;m<2;m++){}
39.         }
40.         /***********************************************************
41.         寫一位數(shù)據(jù)子程序
42.         ***********************************************************/
43. void write_bit(unsigned char bitval)
44. {
45.           EA=0;
46.           DQ=0; /*拉低DQ以開始一個(gè)寫時(shí)序*/
47.         if(bitval==1)
48.         {
49.           _nop_();
50.           DQ=1; /*如要寫1，則將總線置高*/
51.         }
52.          delay(5); /*延時(shí)90us供DA18B20采樣*/
53.          DQ=1; /*釋放DQ總線*/
54.         _nop_();
55.         _nop_();
56.         EA=1;
57. }
58.         /***********************************************************
59.         寫一字節(jié)數(shù)據(jù)子程序
60.         ***********************************************************/
61. void write_byte(unsigned char val)
62. {
63.             unsigned char i;
64.             unsigned char temp;
65.             EA=0;
66.             TR0=0;
67.         for(i=0;i<8;i++) /*寫一字節(jié)數(shù)據(jù)，一次寫一位*/
68.         {
69.           temp=val>>i; /*移位操作，將本次要寫的位移到zui低位*/
70.           temp=temp&1;
71.           write_bit(temp); /*向總線寫該位*/
72.         }
73.           delay(7); /*延時(shí)120us后*/
74.         // TR0=1;
75.           EA=1;
76. }
77.         /***********************************************************
78.         讀一位數(shù)據(jù)子程序
79.         ***********************************************************/
80. unsigned char read_bit()
81. {
82.         unsigned char i,value_bit;
83.         EA=0;
84.         DQ=0; /*拉低DQ，開始讀時(shí)序*/
85.         _nop_();
86.         _nop_();
87.         DQ=1; /*釋放總線*/
88.         for(i=0;i<2;i++){}
89.         value_bit=DQ;
90.         EA=1;
91.         return(value_bit);
92. }
93.         /***********************************************************
94.         讀一字節(jié)數(shù)據(jù)子程序
95.         ***********************************************************/
96. unsigned char read_byte()
97. {
98.         unsigned char i,value=0;
99.         EA=0;
100.         for(i=0;i<8;i++)
101.         {
102.         if(read_bit()) /*讀一字節(jié)數(shù)據(jù)，一個(gè)時(shí)序中讀一次，并作移位處理*/
103.         value|=0x01<<i;
104.         delay(4); /*延時(shí)80us以完成此次都時(shí)序，之后再讀下一數(shù)據(jù)*/
105.         }
106.         EA=1;
107.         return(value);
108. }
109.         /***********************************************************
110.         復(fù)位子程序
111.         ***********************************************************/
112. unsigned char reset()
113. {
114.         unsigned char presence;
115.         EA=0;
116.         DQ=0; /*拉低DQ總線開始復(fù)位*/
117.         delay(30); /*保持低電平480us*/
118.         DQ=1; /*釋放總線*/
119.         delay(3);
120.         presence=DQ; /*獲取應(yīng)答信號(hào)*/
121.         delay(28); /*延時(shí)以完成整個(gè)時(shí)序*/
122.         EA=1;
123.         return(presence); /*返回應(yīng)答信號(hào)，有芯片應(yīng)答返回0,無芯片則返回1*/
124. }
125.         /***********************************************************
126.         獲取溫度子程序
127.         ***********************************************************/
128. void get_temper()
129. {
130.         unsigned char i,j;
131.         do
132.         {
133.            i=reset(); /*復(fù)位*/
134.         }  while(i!=0); /*1為無反饋信號(hào)*/
135.             i=0xcc; /*發(fā)送設(shè)備定位命令*/
136.            write_byte(i);
137.            i=0x44; /*發(fā)送開始轉(zhuǎn)換命令*/
138.            write_byte(i);
139.            delay(180); /*延時(shí)*/
140.         do
141.         {
142.            i=reset(); /*復(fù)位*/
143.         }  while(i!=0);
144.            i=0xcc; /*設(shè)備定位*/
145.            write_byte(i);
146.            i=0xbe; /*讀出緩沖區(qū)內(nèi)容*/
147.            write_byte(i);
148.            j=read_byte();   
149.            i=read_byte();
150.            i=(i<<4)&0x7f;
151.            s=(unsigned int)(j&0x0f);            //得到小數(shù)部分
152.            s=(s*100)/16;
153.            j=j>>4;
154.            temper=i|j; /*獲取的溫度放在temper中*/
155.         }
156.         /*====================================================================================================
157.         Initialize PID Structure
158.         =====================================================================================================*/
159. void PIDInit (struct PID *pp)
160. {
161.         memset ( pp,0,sizeof(struct PID));           //全部初始化為0
162. }
163.         /*====================================================================================================
164.         PID計(jì)算部分
165.         =====================================================================================================*/
166. unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )
167. {
168.         unsigned int dError,Error;
169.         Error = pp->SetPoint - NextPoint;          // 偏差           
170.         pp->SumError += Error;                     // 積分                                   
171.         dError = pp->LastError - pp->PrevError;    // 當(dāng)前微分  
172.         pp->PrevError = pp->LastError;                           
173.         pp->LastError = Error;                                       
174.         return (pp->Proportion * Error             // 比例項(xiàng)           
175.         + pp->Integral * pp->SumError              // 積分項(xiàng)
176.         + pp->Derivative * dError);                // 微分項(xiàng)
177. }
178.         /***********************************************************
179.         溫度比較處理子程序
180.         ***********************************************************/
181. void compare_temper()
182. {
183.         unsigned char i;
184.         if(set_temper>temper)      //是否設(shè)置的溫度大于實(shí)際溫度
185.         {
186.            if(set_temper-temper>1)         //設(shè)置的溫度比實(shí)際的溫度是否是大于1度
187.           {
188.            high_time=100;                     //如果是，則全速加熱
189.            low_time=0;
190.           }
191.        else                                         //如果是在1度范圍內(nèi)，則運(yùn)行PID計(jì)算
192.           {
193.             for(i=0;i<10;i++)
194.           {
195.             get_temper();                          //獲取溫度
196.             rin = s; // Read Input
197.             rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
198.           }
199.             if (high_time<=100)
200.               high_time=(unsigned char)(rout/800);
201.             else
202.           high_time=100;
203.               low_time= (100-high_time);
204.           }
205.         }
206.         else if(set_temper<=temper)
207.         {
208.            if(temper-set_temper>0)
209.           {
210.             high_time=0;
211.             low_time=100;
212.           }
213.            else
214.           {
215.              for(i=0;i<10;i++)
216.            {
217.          get_temper();
218.          rin = s; // Read Input
219.              rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
220.            }
221.              if (high_time<100)
222.               high_time=(unsigned char)(rout/10000);
223.              else
224.               high_time=0;
225.               low_time= (100-high_time);
226.           }
227.         }
228.         // else
229.         // {}
230. }
231.         /*****************************************************
232.         T0中斷服務(wù)子程序，用于控制電平的翻轉(zhuǎn) ,40us*100=4ms周期
233.         ******************************************************/
234. void serve_T0() interrupt 1 using 1
235. {
236.         if(++count<=(high_time))
237.         output=1;
238.         else if(count<=100)
239.         {
240.         output=0;
241.         }
242.         else
243.         count=0;
244.         TH0=0x2f;
245.         TL0=0xe0;
246. }
247.         /*****************************************************
248.         串行口中斷服務(wù)程序，用于上位機(jī)通訊
249.         ******************************************************/
250. void serve_sio() interrupt 4 using 2
251. {
252.         /* EA=0;
253.         RI=0;
254.         i=SBUF;
255.         if(i==2)
256.         {
257.         while(RI==0){}
258.         RI=0;
259.         set_temper=SBUF;
260.         SBUF=0x02;
261.         while(TI==0){}
262.         TI=0;
263.         }
264.         else if(i==3)
265.         {
266.         TI=0;
267.         SBUF=temper;
268.         while(TI==0){}
269.         TI=0;
270.         }
271.         EA=1; */
272. }
273. void disp_1(unsigned char disp_num1[6])
274. {
275.         unsigned char n,a,m;
276.         for(n=0;n<6;n++)
277.         {
278.         // k=disp_num1[n];
279.          for(a=0;a<8;a++)
280.          {
281.             clk=0;
282.           m=(disp_num1[n]&1);
283.           disp_num1[n]=disp_num1[n]>>1;
284.           if(m==1)
285.            data1=1;
286.           else
287.            data1=0;
288.            _nop_();
289.            clk=1;
290.            _nop_();
291.          }
292.         }
293. }
294.         /*****************************************************
295.         顯示子程序
296.         功能：將占空比溫度轉(zhuǎn)化為單個(gè)字符，顯示占空比和測(cè)得到的溫度
297.         ******************************************************/
298. void display()
299. {
300.         unsigned char code number[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};
301.         unsigned char disp_num[6];
302.         unsigned int k,k1;
303.         k=high_time;
304.         k=k%1000;
305.         k1=k/100;
306.         if(k1==0)
307.         disp_num[0]=0;
308.         else
309.         disp_num[0]=0x60;
310.         k=k%100;
311.         disp_num[1]=number[k/10];
312.         disp_num[2]=number[k%10];
313.         k=temper;
314.         k=k%100;
315.         disp_num[3]=number[k/10];
316.         disp_num[4]=number[k%10]+1;
317.         disp_num[5]=number[s/10];
318.         disp_1(disp_num);
319. }
320.         /***********************************************************
321.         主程序
322.         ***********************************************************/
323. void main()
324. {
325.         unsigned char z;
326.         unsigned char a,b,flag_2=1,count1=0;
327.         unsigned char phil[]={2,0xce,0x6e,0x60,0x1c,2};
328.         TMOD=0x21;
329.         TH0=0x2f;
330.         TL0=0x40;
331.         SCON=0x50;
332.         PCON=0x00;
333.         TH1=0xfd;
334.         TL1=0xfd;
335.         PS=1;
336.         EA=1;
337.         EX1=0;
338.         ET0=1;
339.         ES=1;
340.         TR0=1;
341.         TR1=1;
342.         high_time=50;
343.         low_time=50;
344.         PIDInit ( &spid );    // Initialize Structure
345.         spid.Proportion = 10; // Set PID Coefficients  比例常數(shù) Proportional Const
346.         spid.Integral = 8;    //積分常數(shù) Integral Const
347.         spid.Derivative =6;   //微分常數(shù) Derivative Const
348.         spid.SetPoint = 100; // Set PID Setpoint 設(shè)定目標(biāo) Desired Value
349.         while(1)
350. {
351.         if(plus==0)
352. {
353.         EA=0;
354.         for(a=0;a<5;a++)
355.         for(b=0;b<102;b++){}
356.         if(plus==0)
357.   {
358.         set_temper++;
359.         flag=0;
360.   }
361. }
362.         else if(subs==0)
363.   {
364.         for(a=0;a<5;a++)
365.         for(b=0;a<102;b++){}
366.         if(subs==0)
367.         {
368.          set_temper--;
369.          flag=0;
370.         }
371.   }
372.         else if(stop==0)
373.         {
374.             for(a=0;a<5;a++)
375.             for(b=0;b<102;b++){}
376.             if(stop==0)
377.         {
378.            flag=0;
379.            break;
380.         }
381.            EA=1;
382.         }
383.        get_temper();
384.            b=temper;
385.         if(flag_2==1)
386.           a=b;
387.         if((abs(a-b))>5)
388.           temper=a;
389.         else
390.           temper=b;
391.           a=temper;
392.           flag_2=0;
393.         if(++count1>30)
394.         {
395.           display();
396.           count1=0;
397.         }
398.           compare_temper();
399.         }
400.            TR0=0;
401.            z=1;
402.         while(1)
403.         {
404.             EA=0;
405.         if(stop==0)
406.         {
407.             for(a=0;a<5;a++)
408.             for(b=0;b<102;b++){}
409.             if(stop==0)
410.             disp_1(phil);
411.         // break;
412.         }
413.         EA=1;
414. }
415. }

復(fù)制代碼