利用MSP430F41單片機定時器實現信號采樣和PWM控制

3.2 PID脈寬調節

　　系統對脈寬的調制由PID算法實現。根據算法原理，本系統設計了一套完全由軟件實現的PID算法，并且在控制過程中完成參數的自整定。PID調節的控制過程：單片機讀出數字形式的實際溫度Tn，然后和設定溫度Tg相比較，得出差值e_n=T_n-T_g，根據en的正負和大小，調用PID公式，計算得到與輸出電壓Δu_n一致的占空比，調節溫度的升降，同時尋找最優條件，改變PID參數。

增量式PID控制算法的輸出量[3]：

　　PID調節程序直接寫入單片機內，根據得到的值改變計數器CCR1的基數值，從而改變輸出脈沖的占空比，達到調節PWM的目的。

3.3 定時中斷

　　定時中斷子程序流程如圖4所示。系統采用的晶振頻率為2MHz，T₀中斷的作用是得到頻率為50Hz、占空比為90%的方波，用以產生三角波，并檢查1個周期內是否有漏采的數據。T₀模溢出翻轉為高電平，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，用以產生輸出所需的脈沖寬度。

　　T1中斷內處理的是控制端口的PWM輸出，并檢查1個周期內是否重復采集數據，T1輸出比較產生低電平，輸出比較間隔為20ms。T2中斷捕捉溫度測量端口的脈寬，得到所測的溫度值。

4 結束語

利用單片機MSP430F413內的定時器Time_A進行溫度采樣以及實現PWM調節的方法，可以廣泛用于具有端口捕捉功能的單片機中。與傳統方法比較，它不僅可以簡化測量和控制電路的硬件結構，而且可以方便地建立人機接口，實現用軟件調整參數，使控制更精確、實時、可靠。經過實驗，該方法應用于溫度控制系統中獲得了預期的精確PWM調節波形。該方法同樣可以用于其他單片機控制系統中。