第八章 DSP设计实例

DSP设计实例第八章目录

图8-1

系统框图

时钟产生

图8-7主程序流程图

图8-8系统仿真图PID温度控制器的设计设计要求用TMS320F2802x设计实现基于PID算法的温度控制器。设计原理

图8-9

系统框图PID温度控制器的设计温度传感器实时测量实际温度，温度值通过A/D转化成数字信号，此信号作为PID算法的反馈输入。通过虚拟终端，可以输入希望到达的温度，它将作为PID算法的参考输入，并且虚拟终端和DSP之间通过SCI接口进行通信。经过PID算法输出后，通过ePWM模块来控制温控设备(OVEN）的运行图8-10

PID控制系统原理框图PID温度控制器的设计

TMS320F2802X片上相关模块工作原理

1、ePWM模块

ePWM模块主要包括以下几个部分：时间基准模块（Time-basemodule）、计数器比较模块（countercomparemodule）、动作限定模块（Actionqualitiermodule）、死区产生模块（Dead-bandmodule）、PWM斩波模块（PWMchoppermodule）、制动模块（Tripzonemodule）、事件触发模块（Eventtriggermodule）、数字比较模块（Digitalcomparemodule）。

ePWM模块的每个PWM通道都由两个PWM输出组成：EPWMxA和EPWMxB，在一个器件中集成了多个ePWM通道。为了能够输出更高精度的PWM信号，该模块还提供了HRPWM子模块。ePWM模块的所有通道采用时间同步模式，在必要的情况下，可以类似在一个通道内进行操作。此外，还可以利用捕捉单元（eCAP）进行通道间的同步控制。PID温度控制器的设计

TMS320F2802X片上相关模块工作原理

2、串行通信接口（SCI）模块串行通信接口（SCI）是采用双线通信的异步串行通信接口，即通常所说的UART口。为减少串口通信时CPU的开销，支持16级接收和发送FIFO。SCI模块采用标准非归零数据格式，可以与CPU或其他通信数据格式兼容的异步外设进行数字通信。当不使用FIFO时，SCI接收器和发送器采用双缓冲传送数据，SCI接收器和发送器有自己的独立使能和中断位，可以独立的操作，在全双工模式下也可以同时操作。每个SCI

模块的特性包括：两个外部引脚、数据-字格式、四个错误检测标志：奇偶、超载、组帧、和中断检测、两个唤醒多处理器模式：空闲线路和地址位、半双工或者全双工运行、双缓冲接收和发送功能、可通过带有状态标志的中断驱动或者轮询算法来完成发射器和接收器操作、用于发射器和接收器中断的独立使能位（除了BRKDT）、NRZ（非归零码）格式、增强型特性、自动波特率检测硬件逻辑电路、4级发送/接收FIFO

PID温度控制器的设计硬件设计它由温控设备模块和温度传感器模块等电路组成。温度传感器电路是使用K型热电偶TCK实现的，热电偶就是利用热点效应原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。本设计冷端接地。图8-11

PID温度控制器电路图PID温度控制器的设计软件设计图8-12

PID算法流程图图8-13主程序流程图PID温度控制器的设计系统仿真系统开始运行后,会输出提示输入参考温度的信息,系统初始化时,设置的参考温度是50摄氏度，我们可以看到,加热炉通电开始加热，等系统运行稳定后，温控设备的温度在50度左右变化,而且从探针TEMPERATURE可以看出变化的误差在1度之内。图8-14

PID温度控制器仿真图PID温度控制器的设计系统仿真如果从虚拟终端输入参考温度35度，加热炉会有一定的延迟性，温度会慢慢回落，得到了如图8-15图所示的