【正文】 IMERA0_VECTOR __interrupt void Timer_A(void) { static u16 Counter=0。 } //微分延遲輸出處理 D_OUT= ( D_OUT * Sdde_Para + D * Rate * (1Sdde_Para) )*Gain 。amp。// 存儲誤差更新 基于 MSP430 單片機的溫度 PID 算法設(shè)計 26 Rate = ( Current_Error Last_Error )*1000/ Ctrl_Period。 Temp1=Value*Temp1。//初始化 AD 通道 IO 口 SPI_LCD_Init( )。 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。 SPI_LCD_Show_Float( 165,34,D,0,RED,16)。 } void Para_Speci_Show(void) { SPI_LCD_ShowString(5,6,P:,0, RED,16)。//I_OUT Operating_Paramrter[7] = D_OUT。 Operating_Paramrter[10] = PWM_Duty。//晶振失效標(biāo)志仍然存在？ BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS。= ~XT2OFF。 基于 MSP430 單片機的溫度 PID 算法設(shè)計 20 參考文獻(xiàn) [1] 謝興紅 ,林凡強 ,吳雄英 .MSP430單片機基礎(chǔ)與實踐 [M]. 北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx： :8385 [2] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 [M], 20xx： 140141 [3] 王兆安 ,劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) [M].機械工業(yè)出版社 , 20xx:7374 [4] 洪利 ,章?lián)P ,李世寶 .MSP430 單片機原理與應(yīng)用實例詳解 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 , 20xx：2225 [5] 陳金華 .基于智能儀表的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計及其應(yīng)用 [M].江蘇大學(xué)出版社 , 20xx:3132 [6]于蓮芝 .劉國現(xiàn) 基于 MSP430 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TA_Init(void) { TACTL=TASSEL0+TACLR。i++) { if(channels[i] = 0x80) return 0。//系統(tǒng)運行指示燈 Parameter_Show( )。 ( Last_Error =0 )) { I_OUT=0。 if( ( Current_Error = ) amp。// 存儲誤差更新 Last_Error = Current_Error。微分是一種重要的控制作用，可以較明顯的改善閉環(huán)系統(tǒng)的控制性能。= ~OFIFG。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件開發(fā)平臺 IAR Embedded Workbench 軟件界面如圖 7 所示： 基于 MSP430 單片機的溫度 PID 算法設(shè)計 9 圖 7 IAR Embedded Workbench 軟件界面 IAR Embedded Workbench 是瑞典 IAR Systems 公司為微處理器開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境 (下面簡稱 IAR EW),支持 ARM、 AVR、 MPS430 等芯片內(nèi)核平臺。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓，所以 OP07 在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。開關(guān)電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點，而且實現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計人員可以根據(jù)實際應(yīng)用的要求，靈活地選用各種類型的開關(guān)電源； 濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。它們分別是看門狗定時器、模擬比較器 A、定時器 A、定時器 B、串口 0/硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、 10 位 /12 位ADC、以及端口 1— 6 等外圍模塊的不同組合。 串口通信： MSP430F149 有兩個 USART 通訊端口，其性能完全一樣，每個通訊口可通過 RS23RS485 等芯片轉(zhuǎn)換，與之相應(yīng)的串行接口電路通訊。 UART 接口（異步模式）和 SPI 接口（同步模式）。 基于 MSP430 單片機的溫度 PID 算法設(shè)計 3 系統(tǒng)整體設(shè)計方案 溫度信號采集設(shè)計方案 常用的 PT100 電阻接法有三線制和兩線制，其中三線制接法的優(yōu)點是將 Pt100 的兩側(cè)相等的的導(dǎo)線長度分別加在兩側(cè)的橋臂上，使得導(dǎo)線電阻得以消除，從而減小系統(tǒng)誤差。熱電阻以其測溫精度高、穩(wěn)定性好而被廣泛應(yīng)用于 650℃ 以下的溫度測量中 ,而熱電偶一般用于更高溫度的測量。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，利用軟件開發(fā)平臺完成控制軟件設(shè)計主要包括主程序、 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換程序、 PID 控制算法設(shè)計、定時器設(shè)置程序和異步通訊程序以及上位機軟件控制和通訊協(xié)議的編寫。通過本題目的設(shè)計，提高學(xué)生自動化產(chǎn)品設(shè)計能力，使學(xué)生有能力在自動化產(chǎn)品設(shè)計崗位上就業(yè)。 MSP430 系列單片機是美國 德州儀器 （ TI） 1996年開始推向市場的一種 16位超低功耗、具有精簡指令集（ RISC）的混合信號處理器（ Mixed Signal Processor）。 temperature data fitting。 Pt100 熱電阻信號經(jīng)放大調(diào)理后通過 MSP430 ADC模塊送入單片機。 PID 控制器問 世至今已有近 70 年歷史， PID 控制是比例、積分、微分控制的簡稱， PID 控制器是工業(yè)過程控制中最常見的一種過程控制器。 用 MSP430 單片機進(jìn)行智能儀表等自動化產(chǎn)品設(shè)計是一個較好的選擇 [1]。 第 2 章：系統(tǒng)整體方案設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)分析。 2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)分析 系統(tǒng) 主要工 作 原理 通過熱電阻 Pt100 采集信號，經(jīng)模擬量前向通道進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換傳給單片機進(jìn)行 PID運算，然后控制繼電器輸出模塊來實現(xiàn)電加熱鍋爐升溫控制。對熱電偶要采用補償導(dǎo)線 ,并考 慮冷端溫度補償及熱電偶電壓值與被測溫度之間的非線性補償。放大及信號調(diào)理電路中運算放大器的失調(diào)電壓、放大倍數(shù)以及零點電壓的漂移，后級的 AD 轉(zhuǎn)換器的漂移等以及電源電壓的變化等，最終對恒流源的要求將會更加苛刻。 串口操作的基本步驟如下： 置位 SWRST 來復(fù)位串口（串口復(fù)位主 要通過兩個操作實現(xiàn)：上電復(fù)位或置 SWRST 位為 1）； ?初始化所有的 USART 寄存器； ?使能 USART 模塊； ?清零 SWRST 位； 如果需要，則使能中斷。異步幀格式由一個起始位、 7 或 8個數(shù)據(jù)位、校驗位、 1 個地址位、 1或 2 個停止位。因此電源管理 越發(fā)顯得重要。所以，必須通過多路模擬開關(guān)實現(xiàn)多選一的操作，將多路輸入信號依次地切換到后級。為了保證 A/D 轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用采樣保持器，在 A/D通道中 ，采樣保持器的采樣和保持電平應(yīng)與后級的 A/D 轉(zhuǎn)換相配合，該電平信號既可以由其它控制電路產(chǎn)生，也可以由 A/D 轉(zhuǎn)換器直接提供。從中可以了 解和評估 IAR EWARM 的功能和使用方法 [9]。 i)。在開停工或大幅度升降設(shè)定值時，由于偏差累計較大，故在積分項的作用下會產(chǎn)生一個很大的超調(diào)，并產(chǎn)生 振蕩，特別是對于溫度、液面等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。 if(Rate5) Rate=5。 } if( (Current_Error = ) amp。 if ( PID_OUT = PWM_DATA_MAX ) PID_OUT = PWM_DATA_MAX。這里選用的時鐘 SMCLK，參考電壓內(nèi)部打開的是 ，每次當(dāng)多個通道轉(zhuǎn)換完成后，打開中斷時，單片機會自動調(diào)用本函數(shù)，使用時需要自己添加處理邏輯 [12]，程序如下： char ADC12Init(char n,char channels[],char rep) { if(n15) return 0。//序列結(jié)束 if(rep != 0)//多次轉(zhuǎn)換 { ADC12CTL1 |= CONSEQ_3。//設(shè)置 CCR0 初值 ,及 100 毫秒中斷一次 TACTL|=MC0。//PWM 低電平時間 } 異步通訊程序 異步通訊串口數(shù)據(jù)格式包括起始位、 7 位或 8 位數(shù)據(jù)、奇偶 校驗位、地址位、一位或二位停止位，每位數(shù)據(jù)的周期通過所選擇的時鐘和波特率發(fā)生器來確定，本設(shè)計采用空閑模式 void UART0_Init(void) { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。// Modulation UCTL0 amp。//發(fā)送一個回車 PutChar(0x0a)。 //當(dāng)前溫度 =A*X*X+B*X+C零漂 return (Temp1+Temp2+C_para+Null_shift)。 （ 2）完成對系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。 float Current_Error=0, Last_Error=0。//清除晶振失敗標(biāo)志 for (i = 0xFF。//I Operating_Paramrter[2] = D。 Operating_Paramrter[2] = D。//AD_Average Operating_Paramrter[10] = PWM_Duty。 SPI_LCD_ShowString( 5,48,Pre_Temp:,0, RED,16 )。 SPI_LCD_Show_Float( 165,160,Step,0,RED,16)。//串口初始化 TimerB_Init( )。 _EINT()。 } /****************************************************** * 函數(shù)名： PIDCalc * 描述 ： PID 計算函數(shù) * 輸出 ： PID_Value * 注意 ；位置式 PID 運算 * Pre_Value: 當(dāng)前值 * Prev_Error: 前一次誤差 *********************************************************/ void PIDCalc(void) { float Rate。 P_OUT = P * Gain * Current_Error 。amp。 if ( PID_OUT = PWM_DATA_MIN ) PID_OUT = PWM_DATA_MIN。 //每 100ms 啟動一次 AD 轉(zhuǎn)換 ,并采集 AD 值 ADC12Start( )。//溫度擬合 基于 MSP430 單片機的溫度 PID 算法設(shè)計 28 PIDCalc(