【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 |= CONSEQ_1。}ADC12IE = 1(n1)。// Enable return 1。} 定時(shí)器設(shè)置程序設(shè)定定時(shí)器A控制寄存器使能中斷，設(shè)置CCR0初值,及100毫秒中斷一次，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)設(shè)置為加模式初始化定時(shí)器B，函數(shù)設(shè)置PWM中斷周期，PWM低電平時(shí)間，設(shè)置PWMIO口和PWM低電平時(shí)間。void TA_Init(void){ TACTL=TASSEL0+TACLR。//設(shè)定定時(shí)器A控制寄存器 CCTL0=CCIE。//使能中斷 CCR0=3276。//設(shè)置CCR0初值,及100毫秒中斷一次 TACTL|=MC0。//計(jì)數(shù)器加模式}void TimerB_Init(void){ TBCTL=TBSSEL_1+TBCLR+MC0+ID_3。 TBCCTL1=OUTMOD_3。 TBCCR0=16384。//PWM中斷周期 TBCCR1=4000。//PWM低電平時(shí)間 P4DIR|=BIT1。//設(shè)置PWMIO口 P4SEL|=BIT1。}void TimerB_Duty(u16 duty){ TBCCR1=duty。//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。// Stop WDT P3SEL |= 0x30。// ,5 = USART0 TXD/RXD ME1 |= UTXE0+URXE0。// Enable USART0 TXD/RXD UCTL0 |= CHAR。// 8bit character UTCTL0 |= SSEL0。// UCLK = ACLK UBR00 = 0x03。// 32k/9600 UBR10 = 0x00。 UMCTL0 = 0x4A。// Modulation UCTL0 amp。= ~SWRST。// Initialize USART state machine IE1 |= URXIE0。// 使能USART0的接收中斷}void PutChar(uchar data){ while (!(IFG1 amp。 UTXIFG0))。// TX緩存空閑？ TXBUF0 = data。// 發(fā)送數(shù)據(jù)}void Blank(void) { PutChar(0x20)。}void Newline() { PutChar(0x0d)。//發(fā)送一個(gè)回車 PutChar(0x0a)。//發(fā)送一個(gè)換行}void PutString(uchar *ptr){ while(*ptr != 39。\039。){ PutChar(*ptr++)。 } } 溫度擬合程序?qū)⒉杉臏囟葦?shù)值與模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行擬合和標(biāo)度變換，程序如下：float Scale_Conv( u16 Value){float Temp1=0,Temp2=0。 //溫度擬合(二次函數(shù))Temp1=Value*A_para。Temp1=Value*Temp1。Temp2=Value*B_para。//當(dāng)前溫度=A*X*X+B*X+C零漂return (Temp1+Temp2+C_para+Null_shift)。 }5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5 .1 系統(tǒng)整體的調(diào)試和結(jié)果 MODBUSASCII的調(diào)試調(diào)試思路是用串口模擬上位機(jī)，按照MODBUSASCII上位機(jī)的數(shù)據(jù)格式，給下位機(jī)（MSP430）發(fā)送數(shù)據(jù)，觀察MSP430能否正確應(yīng)答，如果能正確應(yīng)答，就可以讓MSP430直接和上位機(jī)通信。上位機(jī)通信窗口如圖9所示圖9 上位機(jī)通信窗口應(yīng)用程序下載窗口如圖10所示：圖10 應(yīng)用程序下載窗口 上位機(jī)監(jiān)控畫面上位機(jī)監(jiān)控畫面如圖1113所示：圖11 上位機(jī)監(jiān)控畫面P：100 I： D： 當(dāng)前溫度： 設(shè)定溫度：圖12 上位機(jī)監(jiān)控畫面P: I: D: 當(dāng)前溫度： 設(shè)定溫度：圖13 上位機(jī)監(jiān)控畫面P: I: D: 當(dāng)前溫度： 設(shè)定溫度： 結(jié)果分析從效果可以看出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)鍋爐溫度控制，無(wú)超調(diào)，℃，通過(guò)對(duì)比可以驗(yàn)證出如果比例系數(shù)增大，則系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏響應(yīng)速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小，如果Kp偏大則導(dǎo)致調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。Kp太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定，Kp太小又會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)作緩慢，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，隨著Kp的增大,可以減小穩(wěn)態(tài)誤差但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。動(dòng)態(tài)時(shí)，積分控制常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降Ti值太小，系統(tǒng)不穩(wěn)定，Ti值偏小，容易引起系統(tǒng)振蕩，Ti值太大，對(duì)系統(tǒng)的影響將消弱，穩(wěn)態(tài)時(shí)，積分控制可以消除系統(tǒng)靜態(tài)誤差，提高系統(tǒng)精度，但Ti值太大時(shí)，因積分控制作用的削弱，反而不能減小穩(wěn)態(tài)誤差；微分時(shí)間Td對(duì)系統(tǒng)性能的主要作用是減小超調(diào)量、縮短調(diào)節(jié)時(shí)間、允許加強(qiáng)比例控制，從而減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度和改善動(dòng)態(tài)特性等。結(jié)束語(yǔ) 本課題研究制作的MSP430單片機(jī)的溫度PID算法設(shè)計(jì)借助IAR軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了主程序、PID算法、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換、定時(shí)器設(shè)置、異步通訊以及上位機(jī)組態(tài)王與單片機(jī)的通訊程序，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)電加熱鍋爐靜態(tài)水的溫度控制，通過(guò)對(duì)PID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℃。 在本課題的研究中，主要完成了以下工作：（1）收集資料。在課題研究之前，首先查閱相關(guān)資料信息和請(qǐng)教老師同學(xué)，了解MSP430單片機(jī)的性能，完成了對(duì)本課題的初步了解，包括對(duì)本課題的設(shè)計(jì)總體思路、各組成部分的功能以及結(jié)構(gòu)，初步確定了課題的方向。 （2）完成對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。在課題開始之后，首先確立了總體的設(shè)計(jì)框架和設(shè)計(jì)思路，在此基礎(chǔ)上，完成了對(duì)各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)。完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)之后，根據(jù)課題的要求進(jìn)行了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，同樣也是分模塊進(jìn)行，并且最終完成了對(duì)軟硬件的設(shè)計(jì)。（3）調(diào)試系統(tǒng)。在完成對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)之后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)試，通過(guò)調(diào)節(jié)PID參數(shù)和設(shè)定溫度值，并在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化，最終達(dá)到了預(yù)期的要求。 參考文獻(xiàn)[1] 謝興紅,林凡強(qiáng),[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2008：:8385[2] [M], 2012：140141[3] 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Clk_Init(void){ unsigned char i。 /*選擇系統(tǒng)主時(shí)鐘為8MHz*/ BCSCTL1 amp。= ~XT2OFF。//打開XT2高頻晶體振蕩器 do { IFG1 amp。= ~OFIFG。//清除晶振失敗標(biāo)志 for (i = 0xFF。 i 0。 i)。//等待8MHz晶體起振 } while ((IFG1 amp。 OFIFG))。//晶振失效標(biāo)志仍然存在？ BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS。//MCLK和SMCLK選擇高頻晶振} void Parameter_Init(void){ Operating_Paramrter[0] = P。//P Operating_Paramrter[1] = I。//I Operating_Paramrter[2] = D。//D Operating_Paramrter[3] = Pre_Temp。//當(dāng)前溫度 Operating_Paramrter[4] = Set_Temp。//設(shè)定溫度 Operating_Paramrter[8] = PID_OUT。//PID_OUT Operating_Paramrter[9] = AD_Result。 Operating_Paramrter[10] = PWM_Duty。//PWM_Duty }void Read_Data_from_Slave(void){ Operating_Paramrter[0] = P。 Operating_Paramrter[1] = I。 Operating_Paramrter[2] = D。 Operating_Paramrter[3] = Pre_Temp。//讀取當(dāng)前溫度 Operating_Paramrter[4] = Set_Temp。//讀取設(shè)定溫度 Operating_Paramrter[5] = P_OUT。//P_OUT Operating_Paramrter[6] = I_OUT。//I_OUT Operating_Paramrter[7] = D_OUT。//D_OUT Operating_Paramrter[8] = PID_OUT。//PID_OUT Operating_Paramrter[9] = AD_Result。//AD_Average Operating_Paramrter[10] = PWM_Duty。//PWM_Duty}void Writer_Data_to_Slave( ){ P = Operating_Paramrter[0] 。 I = Operating_Paramrter[1] 。 D = Operating_Paramrter[2] 。 Set_Temp = Operating_Paramrter[4] 。}void Para_Speci_Show(void){ SPI_LCD_ShowString(5,6,P:,0, RED,16)。 SPI_LCD_ShowString(5,20,I:,0, RED,16)。 SPI_LCD_ShowString( 5,34,D:,0, RED,16 )。 SPI_LCD_ShowString( 5,48,Pre_Temp:,0, RED,16 )。 SPI_LCD_ShowString( 5,62,Set_Temp:,0, RED,16 )。 SPI_LCD_ShowString( 5,160,Step:,0, RED,16 )。}void Parameter_Show( ){ SPI_LCD_Show_Float( 165,6,P,0,RED,16)。 SPI_LCD_Show_Float( 165,20,I,0,RED,16)。 SPI_LCD_Show_Float( 165,34,D,0,RED,16)。 SPI_LCD_Show_Float( 165,48,Pre_Temp,0,RED,16)。 SPI_LCD_Show_Float( 165,