1   概述

本項(xiàng)目是基于TI-MCU-MSPM0G3507 設(shè)計(jì)制作一個(gè)TEC恒溫裝置，通過(guò)半導(dǎo)體制冷片（TEC，Thermoelectric Cooler）不僅可以制冷又可以加熱的特點(diǎn)，因此可以在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行雙向溫度控制，滿足不同的應(yīng)用需求。

2   設(shè)計(jì)思路

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

3   設(shè)計(jì)過(guò)程

依據(jù)整體設(shè)計(jì)思路，需要用到的開發(fā)板外設(shè)有PWM、I2C、ADC、GPIO、UART。根據(jù)官方提供的資料可以很輕易的實(shí)現(xiàn)所需外設(shè)的驅(qū)動(dòng)方法以及實(shí)際使用的例程，根據(jù)所需功能移植外設(shè)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(yùn)放做一個(gè)恒流源驅(qū)動(dòng)PT1000，再通過(guò)外置ADC 芯片以差分的方式采集PT1000兩端電壓信號(hào)，換算出阻值得出溫度；使用兩個(gè)TEC芯片實(shí)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(shí)現(xiàn)按鍵檢測(cè)；預(yù)留串口實(shí)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(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。在本次活動(dòng)當(dāng)中我使用的開發(fā)環(huán)境是keil。關(guān)于keil 的安裝在此就不在贅述，自行網(wǎng)上查找教學(xué)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(dòng)項(xiàng)，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(lái)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(dǎo)入

導(dǎo)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(diǎn)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(chǔ)上配置各個(gè)外設(shè)了，在此我所用到的外設(shè)如下圖所示

最后依據(jù)各個(gè)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)結(jié)合實(shí)際使用需求編寫代碼實(shí)現(xiàn)所需功能。

4   系統(tǒng)流程圖與實(shí)物展示

系統(tǒng)流程圖：

實(shí)物圖：

5   在項(xiàng)目中的核心功能與優(yōu)勢(shì)

在實(shí)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(gòu)建了一個(gè)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(fù)責(zé)整體的控制邏輯，還承擔(dān)著復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)，確保TEC在不同工況下均能高效穩(wěn)定運(yùn)行。其內(nèi)置的PWM模塊通過(guò)精確控制占空比，實(shí)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(shí)，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(shí)時(shí)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(guò)GPIO接口接收按鍵輸入，允許用戶根據(jù)實(shí)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(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)，提升了系統(tǒng)的可操作性和可視化程度。

對(duì)于開發(fā)者而言，MSPM0G3507提供了極其便捷的開發(fā)體驗(yàn)。官方資料詳盡完善，涵蓋了從硬件設(shè)計(jì)到軟件編程的各個(gè)方面，大大降低了學(xué)習(xí)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(dòng)的編寫和配置變得輕松簡(jiǎn)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(tái)，更是滿足了不同開發(fā)者的偏好和需求，為項(xiàng)目的順利進(jìn)行提供了有力保障。

6   MCU開發(fā)技巧與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)

在項(xiàng)目開發(fā)初期，首要任務(wù)是深入研究并獲取MSPM0G3507的開發(fā)資料，包括詳細(xì)的數(shù)據(jù)手冊(cè)和用戶手冊(cè)，這些資料是理解和應(yīng)用該芯片功能的基礎(chǔ)。隨后，依據(jù)資料指導(dǎo)，搭建起適合的開發(fā)環(huán)境，并新建一個(gè)工程框架。利用官方提供的例程作為起點(diǎn)，通過(guò)燒錄程序并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以直觀驗(yàn)證外設(shè)的基本功能，為后續(xù)開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在開發(fā)過(guò)程中，注重將外設(shè)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)熟悉并靈活運(yùn)用庫(kù)函數(shù)，將每個(gè)外設(shè)的功能封裝成獨(dú)立的模塊，這不僅提高了代碼的可讀性，還大大增強(qiáng)了代碼的可維護(hù)性和可重用性。調(diào)試階段，靈活運(yùn)用斷點(diǎn)設(shè)置和變量觀察工具，精確定位問(wèn)題所在，確保程序的正確性和穩(wěn)定性。同時(shí)，合理配置中斷優(yōu)先級(jí)，避免中斷沖突，保障系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行。

（注：本文來(lái)源于《EEPW》202412）