通過設置CCTLx中的模式位，可將對應的捕捉/比較寄存器CCRx設定為捕捉模式，用於時間事件的精確定位。假如在選定的輸進引腳上發生選定脈衝的觸發沿，則定時器計數的值將被複製到CCRx中。根據這一原理，選定P2.0為輸進引腳
，設置CCTL2為捕捉模式，所測溫度值由模擬量經丈量電路轉換為脈衝後
，P2.0捕捉脈衝下降沿
，進進中斷T2，得到與溫度值一致的單位時間內的脈衝數，存進CCR2作進一步處理。

 

這樣，係統就在不使用A/D轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)完(wan)成(cheng)了(le)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)。由(you)於(yu)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)時(shi)鍾(zhong)精(jing)確(que)度(du)高(gao)，而(er)且(qie)時(shi)間(jian)量(liang)是(shi)一(yi)個(ge)相(xiang)對(dui)精(jing)度(du)極(ji)高(gao)的(de)量(liang)，但(dan)本(ben)係(xi)統(tong)中(zhong)用(yong)時(shi)間(jian)量(liang)進(jin)行(xing)溫(wen)度(du)采(cai)樣(yang)可(ke)獲(huo)得(de)12位的高精度，同時采用50Hz脈衝，可以大大消除工頻幹擾。這些都為進行精確的溫度控製提供了必要的條件。

 

2.3 PWM信號天生原理

 

將捕捉/比較寄存器CCR0和CCR1定義為比較模式，它們的輸出單元OUT0和OUT1分別對應單片機引腳P1.0（TA0）和P1.2（TA1）。進進比較模式後
，假如定時器CCRx的計數值即是比較寄存器x中的值
，則比較信號EQUx輸出到輸出單元OUTx中，同時根據選定的模式對信號置位

、複位或翻轉。其中：設置EQU0將OUT0信號翻轉

，信號時鍾與定時器時鍾同步，這樣就可以在P1.0引腳上得到50Hz的方波信號；設置EQU1輸出模式為PWM複位/置位。

 

設定模式下定時中斷的輸出如圖2所示。根據設定的PWM複位/置位模式
，若CCR1計數器溢出，則EQU1將OUT1複位
；若CCR0計數器溢出，則EQU0將OUT1置位。利用CCR0和CCR1計數起始點的差值，實現占空比的變化，從而在P1.2上完成PWM輸出。係統對占空比的調節是通過改變CCR1的基數來實現的。定時器時鍾為2MHz
、CCR1和CCR0的計數值為1 000時
，可獲得2kHz的PWM輸出頻率。負載驅動電路將單片機P1.2引腳輸出的PWM信號放大濾波，用於驅動大功率的執行元件。

 

 

3 軟件設計

 

3.1 係統主程序

 

在主程序中包括係統初始化、定時器的初始化、溫度采樣值的讀進
、負載驅動和顯示等。係統進行溫度值采樣和PWM輸出均在定時中斷內完成，PWM輸出脈衝的占空比則由PID算法得到。係統主程序流程圖如圖3所示。

 

 

3.2 PID脈寬調節

 

係統對脈寬的調製由PID算法實現。根據算法原理
，本係統設計了一套完全由軟件實現的PID算法，並且在控製過程中完成參數的自整定。PID調節的控製過程：單片機讀出數字形式的實際溫度Tn，然後和設定溫度Tg相比較，得出差值en=Tn-Tg，根據en的正負和大小，調用PID公式
，計算得到與輸出電壓Δun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控製算法的輸出量[3]：

 

 

PID調節程序直接寫進單片機內
，根據得到的值改變計數器CCR1的基數值，從而改變輸出脈衝的占空比，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。係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，並檢查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衝寬度。

 

 

T1中斷內處理的是控製端口的PWM輸出，並檢查1個周期內是否重複采集數據，T1輸出比較產生低電平，輸出比較間隔為20ms。T2中斷捕捉溫度丈量端口的脈寬，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tiao節jie的de方fang法fa
，可ke以yi廣guang泛fan用yong於yu具ju有you端duan口kou捕bu捉zhuo功gong能neng的de單dan片pian機ji中zhong。與yu傳chuan統tong方fang法fa比bi較jiao，它ta不bu僅jin可ke以yi簡jian化hua丈zhang量liang和he控kong製zhi電dian路lu的de硬ying件jian結jie構gou
，而er且qie可ke以yi方fang便bian地di建jian立li人ren機ji接jie口kou，實shi現xian用yong軟ruan件jian調tiao整zheng參can數shu，使shi控kong製zhi更geng精jing確que、實時、可靠。經過實驗，該方法應用於溫度控製係統中獲得了預期的精確PWM調節波形。該方法同樣可以用於其他單片機控製係統中。