一起玩轉TI MSPM0系列MCU

1   概述

本項目是基于TI-MCU-MSPM0G3507 設計制作一個(gè)TEC恒溫裝置，通過(guò)半導體制冷片（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進(jìn)行雙向溫度控制，滿(mǎn)足不同的應用需求。

2   設計思路

通過(guò)TI-MCU-MSPM0G3507開(kāi)發(fā)板PWM外設驅動(dòng)TEC芯片實(shí)現升溫降溫，硬件I2C 驅動(dòng)外置ADC 芯片實(shí)現溫度采集功能，軟件I2C驅動(dòng)OLED屏幕實(shí)現數據顯示，IO口輸入輸出實(shí)現按鍵檢測以及控制外設芯片使能，通過(guò)內部ADC 和外部電路實(shí)現TEC輸出過(guò)流檢測，通過(guò)串口實(shí)現數據通訊以此設置PID參數，通過(guò)軟件PID算法實(shí)現恒溫效果。

3   設計過(guò)程

依據整體設計思路，需要用到的開(kāi)發(fā)板外設有PWM、I2C、ADC、GPIO、UART。根據官方提供的資料可以很輕易的實(shí)現所需外設的驅動(dòng)方法以及實(shí)際使用的例程，根據所需功能移植外設到工程中即可。

首先依據所需功能繪制原理圖以及PCB，使用運放做一個(gè)恒流源驅動(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，換算出阻值得出溫度；使用兩個(gè)TEC芯片實(shí)現電流的正向輸出和反向輸出；使用OLED 顯示模塊顯示數據信息；使用IO口實(shí)現按鍵檢測；預留串口實(shí)現調試參數。

其次是編譯環(huán)境的建立，為后續的新建工程以及功能實(shí)現提供基礎。在本次活動(dòng)當中我使用的開(kāi)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) https://www.ti.com.cn/tool/ cn/LP-MSPM0G3507 下載并安裝 MSPM0-SDK 以 及 SYSCONFIG（https://www.ti.com.cn/tool/cn/SYSCONFIG），完成安裝后在keil 中配置SYSCONFIG 啟動(dòng)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(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文件導入

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

在打開(kāi).syscfg 文件后點(diǎn)擊如下圖所示

打開(kāi)配置文件如下圖

到此開(kāi)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(kāi)發(fā)者使用。

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

最后依據各個(gè)外設的驅動(dòng)結合實(shí)際使用需求編寫(xiě)代碼實(shí)現所需功能。

4   系統流程圖與實(shí)物展示

系統流程圖：

實(shí)物圖：

5   在項目中的核心功能與優(yōu)勢

在實(shí)現TEC（熱電制冷器）控制系統中，MSPM0G3507微控制器展現了其卓越的性能和靈活性，充分利用了其內置的多種功能模塊，如PWM、I2C、ADC、GPIO 和UART，成功構建了一個(gè)集雙向輸出控制、數據采集、數據顯示、按鍵控制及參數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(zhù)復雜的計算任務(wù)，確保TEC在不同工況下均能高效穩定運行。其內置的PWM模塊通過(guò)精確控制占空比，實(shí)現了TEC的雙向（制冷與加熱）電流調節，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據，為控制算法提供實(shí)時(shí)反饋，確保系統的精確性和穩定性。

在用戶(hù)界面方面，MSPM0G3507通過(guò)GPIO接口接收按鍵輸入，允許用戶(hù)根據實(shí)際需求調整系統參數或切換工作模式。而UART和I2C接口則分別用于與外部顯示屏連接，實(shí)時(shí)顯示系統狀態(tài)和關(guān)鍵參數，提升了系統的可操作性和可視化程度。

對于開(kāi)發(fā)者而言，MSPM0G3507提供了極其便捷的開(kāi)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(gè)方面，大大降低了學(xué)習成本。特別地，SYSCONFIG工具作為一款圖形化配置工具，讓底層驅動(dòng)的編寫(xiě)和配置變得輕松簡(jiǎn)單，顯著(zhù)縮短了開(kāi)發(fā)周期。此外，支持Keil、IAR、CCS、GCC等多種編譯平臺，更是滿(mǎn)足了不同開(kāi)發(fā)者的偏好和需求，為項目的順利進(jìn)行提供了有力保障。

6   MCU開(kāi)發(fā)技巧與實(shí)戰經(jīng)驗

在項目開(kāi)發(fā)初期，首要任務(wù)是深入研究并獲取MSPM0G3507的開(kāi)發(fā)資料，包括詳細的數據手冊和用戶(hù)手冊，這些資料是理解和應用該芯片功能的基礎。隨后，依據資料指導，搭建起適合的開(kāi)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(guān)察實(shí)驗現象，可以直觀(guān)驗證外設的基本功能，為后續開(kāi)發(fā)打下堅實(shí)基礎。

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，注重將外設驅動(dòng)進(jìn)行模塊化設計，通過(guò)熟悉并靈活運用庫函數，將每個(gè)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。調試階段，靈活運用斷點(diǎn)設置和變量觀(guān)察工具，精確定位問(wèn)題所在，確保程序的正確性和穩定性。同時(shí)，合理配置中斷優(yōu)先級，避免中斷沖突，保障系統整體的穩定運行。

（注：本文來(lái)源于《EEPW》202412）