利用單片機(jī)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采樣和PWM控制

　　系統(tǒng)對(duì)脈寬的調(diào)制由PID算法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)算法原理，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套完全由軟件實(shí)現(xiàn)的PID算法，并且在控制過程中完成參數(shù)的自整定。PID調(diào)節(jié)的控制過程：單片機(jī)讀出數(shù)字形式的實(shí)際溫度Tn，然后和設(shè)定溫度Tg相比較，得出差值e_n=T_n-T_g，根據(jù)en的正負(fù)和大小，調(diào)用PID公式，計(jì)算得到與輸出電壓Δu_n一致的占空比，調(diào)節(jié)溫度的升降，同時(shí)尋找最優(yōu)條件，改變PID參數(shù)。

增量式PID控制算法的輸出量[3]：

　　PID調(diào)節(jié)程序直接寫入單片機(jī)內(nèi)，根據(jù)得到的值改變計(jì)數(shù)器CCR1的基數(shù)值，從而改變輸出脈沖的占空比，達(dá)到調(diào)節(jié)PWM的目的。

3.3 定時(shí)中斷

　　定時(shí)中斷子程序流程如圖4所示。系統(tǒng)采用的晶振頻率為2MHz，T₀中斷的作用是得到頻率為50Hz、占空比為90%的方波，用以產(chǎn)生三角波，并檢查1個(gè)周期內(nèi)是否有漏采的數(shù)據(jù)。T₀模溢出翻轉(zhuǎn)為高電平，輸出比較間隔為18ms。其中，CCR0加了PWM的模，該值即為CCR0和CCR1的差值，用以產(chǎn)生輸出所需的脈沖寬度。

　　T1中斷內(nèi)處理的是控制端口的PWM輸出，并檢查1個(gè)周期內(nèi)是否重復(fù)采集數(shù)據(jù)，T1輸出比較產(chǎn)生低電平，輸出比較間隔為20ms。T2中斷捕捉溫度測(cè)量端口的脈寬，得到所測(cè)的溫度值。

4 結(jié)束語

利用單片機(jī)MSP430F413內(nèi)的定時(shí)器Time_A進(jìn)行溫度采樣以及實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)節(jié)的方法，可以廣泛用于具有端口捕捉功能的單片機(jī)中。與傳統(tǒng)方法比較，它不僅可以簡(jiǎn)化測(cè)量和控制電路的硬件結(jié)構(gòu)，而且可以方便地建立人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)用軟件調(diào)整參數(shù)，使控制更精確、實(shí)時(shí)、可靠。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，該方法應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)中獲得了預(yù)期的精確PWM調(diào)節(jié)波形。該方法同樣可以用于其他單片機(jī)控制系統(tǒng)中。