51单片机PID调增量式光电编码器测速

1、51单片机PID调增量式光电编码器测速.51单片机PID调增量式光电编码器测速.16/1651单片机PID调增量式光电编码器测速.编码器输出的A向脉冲接到单片机的外面中止INT0，B向脉冲接到I/O端口P1.0。当系统工作时，第一要把INT0设置成降落沿触发，并开相应中止。当有有效脉冲触发中止时，进行中止办理程序，鉴别B脉冲是高电平仍是低电平，假如高电平则编码器正转，加1计数；假如低电平则编码器反转，减1计数。鉴于51单片机的直流电机PID闭环调速系统原理详解与程序(2013-08-0401:18:15)转载标签：分类：单片机51单片机直流电机pidpcf8591鉴于51单片机的直流电机PID

2、闭环调速系统电机转速反应：原理：利用光电编码器作为转速的反应元件，设电机转一周光电编码器发送N个PWM波形，利用测周法丈量电机转速。详细实现：将准时器0设置在计数模式，用来统计必定的时间T内接遇到的脉冲个数M个，而准时器0置在计时模式，用来计时T时间。则假如T时间接遇到M个PWM波形，而电机转一圈发出N个PWM波形，则依据测周法原理，电机的实质的转速为：real_speed=M/（N*T），单位转/秒。若将准时器1置在计数模式，则PWM波形应当由P33脚输入。代码实现：准时器0初始化，用来准时10msvoidInit_Timer0(void)TMOD|=0 x01;/使用模式1，16位准时器，

3、且工作在计时模式TH0=(65536-10000)/256;/准时10msTL0=(65536-10000)%6;EA=1;/总中止翻开ET0=1;/准时器中止翻开TR0=1;/准时器开关翻开计数器1初始化，用来统计准时器1计时250ms内PWM波形个数voidInit_Timer1(void)TMOD|=0 x50;/使用计数模式1，16位计数器模式TH1=0 x00;/给定初值，由0往上计数TL1=0 x00;EA=1;/总中止翻开ET1=1;/准时器中止翻开TR1=1;/准时器开关翻开准时器0的中止服务子函数，主要达成脉冲个数的读取，实质转速的计算和PID控制以及控制结/果输出等工作vo

4、idTimer0_isr(void)interrupt1unsignedcharcount;TH0=(65536-10000)/256;/从头赋值10msTL0=(65536-10000)%6;count+;if(count=25)/假如达到250ms，则计算一次转速并进行一次控制运算count=0;/清零以便于准时下一个250msTR1=0;/封闭准时器1，统计脉冲个数real_speed=(256*TH1+TL1)*4/N;/250ms内脉冲个数并由此计算转速TH1=0 x00;/计数器1清零，从头开始计数TL1=0 x00;TR1=1;OUT=contr_PID();/进入PID控制，P

5、ID控制子函数代码在后边给出write_add(0 x40,OUT);/进行DA变换，将数字量变换为模拟量，后边会介绍到2.PID控制：PID的基来源理在这里不作详细解说，这里主要给出PID算法的实现，经过调节构造体中比率常数（Proportion）、积分常数（Integral）、微分常数（Derivative）使得转速控制达到想要的精度。试凑法：注意这里参数调理采纳实验凑试法，试凑法也有其规律，下边做出解说：实验凑试法是经过闭环运转或模拟，察看系统的输出结果，而后依据各参数对系统的影响，频频凑试参数，直至出现满意的响应，进而确立PID控制参数。实验凑试法的整定步骤为先比率，再积分，最后微分。

6、（1）整定比率控制将比率控制作用由小变到大，察看各次响应，直至获取反响快、超调小的响应曲线。（2）整定积分环节若在比率控制下稳态偏差不可以知足要求，需加入积分控制。先将步骤（1）中选择的比率系数减小为本来的5080，再将积分时间置一个较大值，观察响应曲线。而后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比率系数，频频试凑至获取较满意的响应，确立比率和积分的参数。（3）整定微分环节若经过步骤（2），PI控制只好除去稳态偏差，而动向过程不可以令人满意，则应加入微分控制，组成PID控制。先置微分时间TD=0，渐渐加大TD，同时相应地改变比率系数和积分时间，频频试凑至获取满意的控制成效和PID控制参数。代码

7、实现unsignedintProportion=8;/比率常数ProportionalConstunsignedintIntegral=3;/积分常数IntegralConstunsignedintDerivative=1;/微分常数DerivativeConstunsignedintLastError=0;/Error-1unsignedintPrevError=0;/Error-2unsignedintError=0;/Error0intOut=0;/outcomeintcontr_PID()Error=expc_speed-real_speed;/计算偏差进行增量式PID计算Out=Ou

8、t+Proportion*(Error-LastError)+Integral*Error+Derivative*(Error+PrevError-2*LastError);进行偏差更新PrevError=LastError;LastError=Error;上下限幅办理if(Out255)Out=255;/DA变换为8位，最大数值为255，故当大于255时，限制为255returnOut;电机驱动：原理：直流有刷电机既能够用模拟电压驱动，又能够用PWM驱动.假如用PWM驱动时，刚才PID后的输出能够直接对应到PWM高电平连续的时间，PWM周期为T，则低电平对应为T-Out即可，这个实现比较简单

9、。这里介绍利用DA将数字量Out转变为模拟电压驱动电机的方法。模拟电压驱动实现：将数字量转变为模拟量的最常用方法就是使用DA变换。在一般的使用中我比较喜爱的一款芯片是PCF8591。它内部集成了4路8位AD变换和1路8位DA变换，与单片机之间使用IIC通信方式。因为IIC通信只要要SDA和SCL两根信号线，所以很省IO口，而且一个芯片AD，DA都有了，很方便。详细的PCF8591资料请参照其datasheet，这里直接给出其封装好的IIC通信代码，使用直接就能够了。这里面其余的函数不用管，因为它们最后在两个函数中被调用，即write_add()和read_add()中。前者实现DA变换，有两个

10、参数，第一个参数是控制DA变换对应存放器地点，取0 x40，第二个是要变换的数据，即返回的OUT，使用时直接一句代码：write_add(0 x40,OUT)就能将数字信号变换为模拟电压信号。后者实现AD变换，只有一个参数，就是选择AD变换的4个通道，经过宏定义能够定义出其四个通道：#defineAD_IN00 x40#defineAD_IN10 x41#defineAD_IN20 x42#defineAD_IN30 x43使用时只要要一句代码：dat=read_add(AD_IN2)就能实现将第二个通道的模拟信号变换为数字信号。代码实现：/PCF8591.h#defineucharunsig

11、nedchar/延时4usvoiddelay(void);/iic初始化voidinit(void);/iic开始信号voidstart(void);/iic停止信号voidstop(void);iic应答相当于一个智能的延时函数voidrespons(void);/iic读一个字节数据ucharread_byte(void);/iic写一字节数据voidwrite_byte(uchardate);控制DA变换voidwrite_add(ucharcontrol,uchardate);控制AD变换ucharread_add(ucharcontrol);/PCF8591.c#include#in

12、clude#definePCF85910 x90/默以为写，假如为读，则为0 x91sbitSDA=P20;sbitSCL=P21;/延时4usvoiddelay(void)unsignedchari;for(i=1;i0;i-);/iicvoidinit()初始化SDA=1;delay();SCL=1;delay();/iicvoidstart()SDA=1;delay();SCL=1;delay();SDA=0;delay();开始信号/iic停止信号voidstop()SDA=0;delay();SCL=1;delay();SDA=1;delay();iic应答相当于一个智能的延时函数v

13、oidrespons()uchari;SCL=1;delay();while(SDA=1)&(i250)i+;SCL=0;delay();/iic读一个字节数据ucharread_byte()uchari,k;SCL=0;delay();SDA=1;delay();for(i=0;i8;i+)SCL=1;delay();k=(k1)|SDA;/先左移一位，再在最低位接受目前位SCL=0;delay();returnk;/iic写一字节数据voidwrite_byte(uchardate)uchari,temp;temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp1;/左移一位移出

14、的一位在CY中SCL=0;/只有在scl=0时sda能变化值delay();SDA=CY;delay();SCL=1;delay();SCL=0;delay();SDA=1;delay();控制DA变换voidwrite_add(ucharcontrol,uchardate)start();write_byte(PCF8591);respons();write_byte(control);respons();write_byte(date);respons();stop();控制AD变换ucharread_add(ucharcontrol)uchardate;start();write_byt

15、e(PCF8591);respons();write_byte(control);respons();start();write_byte(PCF8591+1);/把最后一位变为1，读数据respons();date=read_byte();stop();returndate;主函数：主函数中主假如一些初始化工作，还有按键检测和实质转速和希望转速显示。对于显示部分能够用液晶或许数码管，这里不再详细解说。#include#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#definePCF85910 x90/默以为写，假如

16、为读，则为0 x91#defineAD_IN00 x40#defineAD_IN10 x41#defineAD_IN20 x42#defineAD_IN30 x43#defineKeyPortP1#defineCYCLE100/限制的最大转速unsignedintProportion=8;/比率常数ProportionalConstunsignedintIntegral=3;/积分常数IntegralConstunsignedintDerivative=1;/微分常数DerivativeConstunsignedintLastError=0;/Error-1unsignedintPrevErr

17、or=0;/Error-2unsignedintError=0;/Error0intOut=0;/outcomeunsignedintexpc_speed=0;unsignedintreal_speed=0;main()unsignedcharnum;Init_Timer0();/初始化准时器Init_Timer1();/初始化计数器lcd_init();init();01while(1)/主循环num=KeyScan();/循环调用按键扫描switch(num)case1:if(expc_speed0)expc_speed-;lcd_display(4,expc_speed);lcd_dis

18、play(5,real_speed);按键扫描函数，返回扫描键值unsignedcharKeyScan(void)unsignedcharkeyvalue;if(KeyPort!=0 xff)delay_ms(10);if(KeyPort!=0 xff)keyvalue=KeyPort;while(KeyPort!=0 xff);switch(keyvalue)case0 xfe:return1;break;case0 xfd:return2;break;case0 xfb:return3;break;case0 xf7:return4;break;case0 xef:return5;brea

19、k;case0 xdf:return6;break;case0 xbf:return7;break;case0 x7f:return8;break;default:return0;break;return0;分享：我个人对MCS-51单片机准时器和计数器区其余理解2008-02-2518:43:30|分类：默认分类|字号定阅在51单片机的学习过程中，我们常常会发现中止、计数器/准时器、串口是学习单片机的难点，对于初学者来说，这几部分的内容很难理解。可是我个人感觉这几部分内容是单片机学习的要点，假如在一个学期的讲堂学习或许自学中没有理解这几部分内容，那就等于还没有掌握51单片机，那更谈不上单片机

20、的开发了，我们都知道在成品的单片机项目中，有好多是以这几部分为理论基础的，万年历是以准时器为主的，报警器是以中止为主的，联机通信是以串口为主的。在这几部分内容中，计数器/准时器对于初学者说很简单搞混杂，下边我将对这方面的内容联合自己的学习经验谈几点见解。计数器和准时器的实质是相同的，他们都是对单片机中产生的脉冲入行计数，只可是计数器是单片机外面触发的脉冲，准时器是单片机内部在晶振的触发下产生的脉冲。当他们的脉冲间隔相同的时候，计数器和准时器就是一个观点。在准时器和计数器中都有一个溢出的观点，那什么是溢出了。呵呵，我们能够从一个生活小知识获取答案，当一个碗放在水龙头下接水的时候，过了一会儿，碗的水满了，就发生溢出。相同的道理，假定水龙头的水是一滴滴的往碗里滴，那么总有一滴水是致使碗中的水溢出的。在碗中溢出的水就浪费了，可是在单片机的准时计数器中溢出将致使一次中止，至于什么是中止我们下次再讲，这里不过初步的提下观点，中止就是能够打断系