【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(chǔ)誤差更新 基于 MSP430 單片機(jī)的溫度 PID 算法設(shè)計(jì) 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(jī)的溫度 PID 算法設(shè)計(jì) 20 參考文獻(xiàn) [1] 謝興紅 ,林凡強(qiáng) ,吳雄英 .MSP430單片機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)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(jī)械工業(yè)出版社 , 20xx:7374 [4] 洪利 ,章?lián)P ,李世寶 .MSP430 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)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(jì)及其應(yīng)用 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參數(shù)的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了溫度監(jiān)控曲線溫度控制超調(diào)量 ℃ ,穩(wěn)態(tài)誤差 ℃。 //溫度擬合 (二次函數(shù) ) Temp1=Value*A_para。// TX 緩存空閑？ TXBUF0 = data。// UCLK = ACLK UBR00 = 0x03。//PWM 低電平時(shí)間 P4DIR|=BIT1。 void TA_Init(void) { TACTL=TASSEL0+TACLR。i++) { if(channels[i] = 0x80) return 0。//系統(tǒng)運(yùn)行指示燈 Parameter_Show( )。 ( Last_Error =0 )) { I_OUT=0。 if( ( Current_Error = ) amp。// 存儲(chǔ)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(jì) 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái) IAR Embedded Workbench 軟件界面如圖 7 所示： 基于 MSP430 單片機(jī)的溫度 PID 算法設(shè)計(jì) 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(kāi)發(fā)的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (下面簡(jiǎn)稱 IAR EW),支持 ARM、 AVR、 MPS430 等芯片內(nèi)核平臺(tái)。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(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。開(kāi)關(guān)電源不僅具有穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的方法也較多，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求，靈活地選用各種類型的開(kāi)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(mén)狗定時(shí)器、模擬比較器 A、定時(shí)器 A、定時(shí)器 B、串口 0/硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)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(gè) USART 通訊端口，其性能完全一樣，每個(gè)通訊口可通過(guò) 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(jī)的溫度 PID 算法設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 溫度信號(hào)采集設(shè)計(jì)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(diǎn)是將 Pt100 的兩側(cè)相等的的導(dǎo)線長(zhǎng)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(cè)溫精度高、穩(wěn)定性好而被廣泛應(yīng)用于 650℃ 以下的溫度測(cè)量中 ,而熱電偶一般用于更高溫度的測(cè)量。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，利用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)完成控制軟件設(shè)計(jì)主要包括主程序、 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換程序、 PID 控制算法設(shè)計(jì)、定時(shí)器設(shè)置程序和異步通訊程序以及上位機(jī)軟件控制和通訊協(xié)議的編寫(xiě)。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，提高學(xué)生自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生有能力在自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)崗位上就業(yè)。 MSP430 系列單片機(jī)是美國(guó) 德州儀器 （ TI） 1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種 16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（ RISC）的混合信號(hào)處理器（ Mixed Signal Processor）。 temperature data fitting。 Pt100 熱電阻信號(hào)經(jīng)放大調(diào)理后通過(guò) MSP430 ADC模塊送入單片機(jī)。 PID 控制器問(wèn) 世至今已有近 70 年歷史， PID 控制是比例、積分、微分控制的簡(jiǎn)稱， PID 控制器是工業(yè)過(guò)程控制中最常見(jiàn)的一種過(guò)程控制器。 用 MSP430 單片機(jī)進(jìn)行智能儀表等自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)較好的選擇 [1]。 第 2 章：系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)分析。 2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)分析 系統(tǒng) 主要工 作 原理 通過(guò)熱電阻 Pt100 采集信號(hào)，經(jīng)模擬量前向通道進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換傳給單片機(jī)進(jìn)行 PID運(yùn)算，然后控制繼電器輸出模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)電加熱鍋爐升溫控制。對(duì)熱電偶要采用補(bǔ)償導(dǎo)線 ,并考 慮冷端溫度補(bǔ)償及熱電偶電壓值與被測(cè)溫度之間的非線性補(bǔ)償。放大及信號(hào)調(diào)理電路中運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓、放大倍數(shù)以及零點(diǎn)電壓的漂移，后級(jí)的 AD 轉(zhuǎn)換器的漂移等以及電源電壓的變化等，最終對(duì)恒流源的要求將會(huì)更加苛刻。 串口操作的基本步驟如下： 置位 SWRST 來(lái)復(fù)位串口（串口復(fù)位主 要通過(guò)兩個(gè)操作實(shí)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(gè)起始位、 7 或 8個(gè)數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、 1 個(gè)地址位、 1或 2 個(gè)停止位。因此電源管理 越發(fā)顯得重要。所以，必須通過(guò)多路模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多選一的操作，將多路輸入信號(hào)依次地切換到后級(jí)。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(jí)的 A/D 轉(zhuǎn)換相配合，該電平信號(hào)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(píng)估 IAR EWARM 的功能和使用方法 [9]。 i)。在開(kāi)停工或大幅度升降設(shè)定值時(shí)，由于偏差累計(jì)較大，故在積分項(xiàng)的作用下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的超調(diào)，并產(chǎn)生 振蕩，特別是對(duì)于溫度、液面等變化緩慢的過(guò)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(shí)鐘 SMCLK，參考電壓內(nèi)部打開(kāi)的是 ，每次當(dāng)多個(gè)通道轉(zhuǎn)換完成后，打開(kāi)中斷時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)用本函數(shù)，使用時(shí)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(shí)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(yàn)位、地址位、一位或二位停止位，每位數(shù)據(jù)的周期通過(guò)所選擇的時(shí)鐘和波特率發(fā)生器來(lái)確定，本設(shè)計(jì)采用空閑模式 void UART0_Init(void) { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。// Modulation UCTL0 amp。//發(fā)送一個(gè)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(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。 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(jì)算函數(shù) * 輸出 ： PID_Value * 注意 ；位置式 PID 運(yùn)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(dòng)一次 AD 轉(zhuǎn)換 ,并采集 AD 值 ADC12Start( )。//溫度擬合 基于 MSP430 單片機(jī)的溫度 PID 算法設(shè)計(jì) 28 PIDCalc(