一起玩轉(zhuǎn)TI MSPM0系列MCU

1   概述

本項目是基于TI-MCU-MSPM0G3507 設計制作一個TEC恒溫裝置，通過半導體制冷片（TEC，Thermoelectric Cooler）不僅可以制冷又可以加熱的特點，因此可以在較寬的溫度范圍內(nèi)進行雙向溫度控制，滿足不同的應用需求。

2   設計思路

通過TI-MCU-MSPM0G3507開發(fā)板PWM外設驅(qū)動TEC芯片實現(xiàn)升溫降溫，硬件I2C 驅(qū)動外置ADC 芯片實現(xiàn)溫度采集功能，軟件I2C驅(qū)動OLED屏幕實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，IO口輸入輸出實現(xiàn)按鍵檢測以及控制外設芯片使能，通過內(nèi)部ADC 和外部電路實現(xiàn)TEC輸出過流檢測，通過串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊以此設置PID參數(shù)，通過軟件PID算法實現(xiàn)恒溫效果。

3   設計過程

依據(jù)整體設計思路，需要用到的開發(fā)板外設有PWM、I2C、ADC、GPIO、UART。根據(jù)官方提供的資料可以很輕易的實現(xiàn)所需外設的驅(qū)動方法以及實際使用的例程，根據(jù)所需功能移植外設到工程中即可。

首先依據(jù)所需功能繪制原理圖以及PCB，使用運放做一個恒流源驅(qū)動PT1000，再通過外置ADC 芯片以差分的方式采集PT1000兩端電壓信號，換算出阻值得出溫度；使用兩個TEC芯片實現(xiàn)電流的正向輸出和反向輸出；使用OLED 顯示模塊顯示數(shù)據(jù)信息；使用IO口實現(xiàn)按鍵檢測；預留串口實現(xiàn)調(diào)試參數(shù)。

其次是編譯環(huán)境的建立，為后續(xù)的新建工程以及功能實現(xiàn)提供基礎。在本次活動當中我使用的開發(fā)環(huán)境是keil。關于keil 的安裝在此就不在贅述，自行網(wǎng)上查找教學即可。在TI 官網(wǎng)下載并安裝MSPM0-SDK 以及SYSCONFIG完成安裝后在keil 中配置SYSCONFIG 啟動項，需要注意配置文件的路徑要與安裝路徑相一致，并且文件版本相一致下圖所示：

接下來按照以下步驟操作即可

選擇安裝路徑下的timspm0_sdk_2_00_01_00toolskeil 中mdk文件導入

導入成功后打開安裝SDK 路徑的文件夾下的例程（我是使用的GPIO 輸出反轉(zhuǎn)）timspm0_sdk_2_01_00_03examplesnortosLP_MSPM0G3507driverlibgpio_toggle_output

在打開.syscfg 文件后點擊如下圖所示

打開配置文件如下圖

到此開發(fā)環(huán)境搭建完成。此款芯片不僅僅能夠支持keil，還支持IAR、CCS、GCC 四種編譯軟件，供不同偏好的開發(fā)者使用。

完成編譯環(huán)境后就是在此基礎上配置各個外設了，在此我所用到的外設如下圖所示

最后依據(jù)各個外設的驅(qū)動結合實際使用需求編寫代碼實現(xiàn)所需功能。

4   系統(tǒng)流程圖與實物展示

系統(tǒng)流程圖：

實物圖：

5   在項目中的核心功能與優(yōu)勢

在實現(xiàn)TEC（熱電制冷器）控制系統(tǒng)中，MSPM0G3507微控制器展現(xiàn)了其卓越的性能和靈活性，充分利用了其內(nèi)置的多種功能模塊，如PWM、I2C、ADC、GPIO 和UART，成功構建了一個集雙向輸出控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、按鍵控制及參數(shù)整定于一體的綜合解決方案。

MSPM0G3507作為該方案的核心，不僅負責整體的控制邏輯，還承擔著復雜的計算任務，確保TEC在不同工況下均能高效穩(wěn)定運行。其內(nèi)置的PWM模塊通過精確控制占空比，實現(xiàn)了TEC的雙向（制冷與加熱）電流調(diào)節(jié)，從而精確控制溫度。同時，ADC模塊不斷采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，為控制算法提供實時反饋，確保系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性。

在用戶界面方面，MSPM0G3507通過GPIO接口接收按鍵輸入，允許用戶根據(jù)實際需求調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)或切換工作模式。而UART和I2C接口則分別用于與外部顯示屏連接，實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)和關鍵參數(shù)，提升了系統(tǒng)的可操作性和可視化程度。

對于開發(fā)者而言，MSPM0G3507提供了極其便捷的開發(fā)體驗。官方資料詳盡完善，涵蓋了從硬件設計到軟件編程的各個方面，大大降低了學習成本。特別地，SYSCONFIG工具作為一款圖形化配置工具，讓底層驅(qū)動的編寫和配置變得輕松簡單，顯著縮短了開發(fā)周期。此外，支持Keil、IAR、CCS、GCC等多種編譯平臺，更是滿足了不同開發(fā)者的偏好和需求，為項目的順利進行提供了有力保障。

6   MCU開發(fā)技巧與實戰(zhàn)經(jīng)驗

在項目開發(fā)初期，首要任務是深入研究并獲取MSPM0G3507的開發(fā)資料，包括詳細的數(shù)據(jù)手冊和用戶手冊，這些資料是理解和應用該芯片功能的基礎。隨后，依據(jù)資料指導，搭建起適合的開發(fā)環(huán)境，并新建一個工程框架。利用官方提供的例程作為起點，通過燒錄程序并觀察實驗現(xiàn)象，可以直觀驗證外設的基本功能，為后續(xù)開發(fā)打下堅實基礎。

在開發(fā)過程中，注重將外設驅(qū)動進行模塊化設計，通過熟悉并靈活運用庫函數(shù)，將每個外設的功能封裝成獨立的模塊，這不僅提高了代碼的可讀性，還大大增強了代碼的可維護性和可重用性。調(diào)試階段，靈活運用斷點設置和變量觀察工具，精確定位問題所在，確保程序的正確性和穩(wěn)定性。同時，合理配置中斷優(yōu)先級，避免中斷沖突，保障系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運行。

（注：本文來源于《EEPW》202412）