DSP設計實例第八章目錄

圖8-1

系統(tǒng)框圖

時鐘產(chǎn)生

圖8-7主程序流程圖

圖8-8系統(tǒng)仿真圖PID溫度控制器的設計設計要求用TMS320F2802x設計實現(xiàn)基于PID算法的溫度控制器。設計原理

圖8-9

系統(tǒng)框圖PID溫度控制器的設計溫度傳感器實時測量實際溫度，溫度值通過A/D轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，此信號作為PID算法的反饋輸入。通過虛擬終端，可以輸入希望到達的溫度，它將作為PID算法的參考輸入，并且虛擬終端和DSP之間通過SCI接口進行通信。經(jīng)過PID算法輸出后，通過ePWM模塊來控制溫控設備(OVEN）的運行圖8-10

PID控制系統(tǒng)原理框圖PID溫度控制器的設計

TMS320F2802X片上相關模塊工作原理

1、ePWM模塊

ePWM模塊主要包括以下幾個部分：時間基準模塊（Time-basemodule）、計數(shù)器比較模塊（countercomparemodule）、動作限定模塊（Actionqualitiermodule）、死區(qū)產(chǎn)生模塊（Dead-bandmodule）、PWM斬波模塊（PWMchoppermodule）、制動模塊（Tripzonemodule）、事件觸發(fā)模塊（Eventtriggermodule）、數(shù)字比較模塊（Digitalcomparemodule）。

ePWM模塊的每個PWM通道都由兩個PWM輸出組成：EPWMxA和EPWMxB，在一個器件中集成了多個ePWM通道。為了能夠輸出更高精度的PWM信號，該模塊還提供了HRPWM子模塊。ePWM模塊的所有通道采用時間同步模式，在必要的情況下，可以類似在一個通道內(nèi)進行操作。此外，還可以利用捕捉單元（eCAP）進行通道間的同步控制。PID溫度控制器的設計

TMS320F2802X片上相關模塊工作原理

2、串行通信接口（SCI）模塊串行通信接口（SCI）是采用雙線通信的異步串行通信接口，即通常所說的UART口。為減少串口通信時CPU的開銷，支持16級接收和發(fā)送FIFO。SCI模塊采用標準非歸零數(shù)據(jù)格式，可以與CPU或其他通信數(shù)據(jù)格式兼容的異步外設進行數(shù)字通信。當不使用FIFO時，SCI接收器和發(fā)送器采用雙緩沖傳送數(shù)據(jù)，SCI接收器和發(fā)送器有自己的獨立使能和中斷位，可以獨立的操作，在全雙工模式下也可以同時操作。每個SCI

模塊的特性包括：兩個外部引腳、數(shù)據(jù)-字格式、四個錯誤檢測標志：奇偶、超載、組幀、和中斷檢測、兩個喚醒多處理器模式：空閑線路和地址位、半雙工或者全雙工運行、雙緩沖接收和發(fā)送功能、可通過帶有狀態(tài)標志的中斷驅(qū)動或者輪詢算法來完成發(fā)射器和接收器操作、用于發(fā)射器和接收器中斷的獨立使能位（除了BRKDT）、NRZ（非歸零碼）格式、增強型特性、自動波特率檢測硬件邏輯電路、4級發(fā)送/接收FIFO

PID溫度控制器的設計硬件設計它由溫控設備模塊和溫度傳感器模塊等電路組成。溫度傳感器電路是使用K型熱電偶TCK實現(xiàn)的，熱電偶就是利用熱點效應原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。本設計冷端接地。圖8-11

PID溫度控制器電路圖PID溫度控制器的設計軟件設計圖8-12

PID算法流程圖圖8-13主程序流程圖PID溫度控制器的設計系統(tǒng)仿真系統(tǒng)開始運行后,會輸出提示輸入?yún)⒖紲囟鹊男畔?系統(tǒng)初始化時,設置的參考溫度是50攝氏度，我們可以看到,加熱爐通電開始加熱，等系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，溫控設備的溫度在50度左右變化,而且從探針TEMPERATURE可以看出變化的誤差在1度之內(nèi)。圖8-14

PID溫度控制器仿真圖PID溫度控制器的設計系統(tǒng)仿真如果從虛擬終端輸入?yún)⒖紲囟?5度，加熱爐會有一定的延遲性，溫度會慢慢回落，得到了如圖8-15圖所示的