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Freescale单片机及补偿算法 自动控制与测试教学实验中心 Freescale单片机 Freescale单片机功能组成 Freescale单片机的开发环境 Freescale单片机的编程调试环境 Freescale单片机编程简介 Freescale单片机功能组成(1) 核心MC9S12DG128单片机（使用天津工业大学研发的实验系统） 128KB Flash、8KB RAM、2KEEPROM 2个8路10位AD（PAD00~PAD15） 2个异步串口（SCI）、2个同步串口（SPI）、1个IIC接口、3个CAN接口 8个PWM通道 Freescale单片机功能组成(2) 程序的流程：初始化?设计功能 初始化包括系统初始化和各使用模块的初始化。 系统初始化最主要的是时钟初始化。 注意：编程时，从模块结构和寄存器功能入手。 Freescale单片机功能组成(3) 系统时钟发生器 Freescale单片机功能组成(4) ATD模块 需要的硬件连接：AN0~AN7选择、 VRH和VRL 寄存器设置： 采样频率、是否中断、数据长度、对齐方式、采样通道等。 设置完成后启动ATD Freescale单片机的开发环境 使用metrowerks codewarrior 其操作步骤如下： 打开 新建 输入文件名，选择文件夹 选择器件 选择编程语言 选择浮点数 选择存储模式 选择仿真连接模式 空程序文件界面 Freescale单片机的编程调试环境 在 IDE开发环境中的PE ICD 模式下,单击左上角绿色小按扭，启动调试界面 选择Component/Set Target 选择GDI Target Interface 单击“确定”，然后选择晶振频率，如下图选择16MHz； 单击“OK”，然后选择单片机型号即“MC9S12DG128B”； /************************************ 程序功能： 硬件连线：（1）使用SCI1，J24-2连接。 输出结果：用调试助手查看数据 ************************************/ #include hidef.h /* common defines and macros */ #include mc9s12dg128.h /* derivative information */ #pragma LINK_INFO DERIVATIVE mc9s12dg128b unsigned int buffmaxvalue;//=10;//250;//定义存储单元的最大值 /*$OSEKDecl$*//*$XGATEDecl$*/ void SCI1trans(unsigned char chara){ } 中断编程的注意事项：需要在Prm文件夹的PE_ICD_Linker.prm文件中输入对应的中断向量入口。 如：VECTOR 12 Interrupt_IC4 意义为：名为Interrupt_IC4的中断程序对应了定时器通道4的中断响应。 补偿算法 步骤： 1、根据采集到的数据对系统建模，分析模型时域和频域特性；（参考自控原理内容） 2、根据技术要求及模型特性，确定期望系统的时域和频域指标；（按课件要求） 3、求解补偿函数； 4、补偿函数离散化；(如在离散域设计的补偿函数，可跳过此步) 5、写成差分方程的形式（程序可以编写的形式） 6、用单片机实现补偿算法； 7、检验效果。 举例说明补偿函数的一种求法： 系统模型为 期望函数为： 则补偿函数可为： 离散化方法（参考计算机控制） ①差分近似法：利用微分定义的离散化方法，分为前向差分和后向差分。 前向差分： ，经过推导得到 后向差分： ，经过推导得到 ②双线性变换法（又称Tustin变换法）：是利用级数展开式，近似得到的变换方式。 经计算得： ，则 ③阶跃响应不变法：基本思想是：离散近似后的数字控制器阶跃响应序列，必须与模拟控制器的阶跃响应在采样时刻的值是一样的，即： 离散化其实用Matlab中的一条语句就完成了： c2d（sys,T） 算法的单片机实现 数字控制器的形式： 写成如下形式： 其对应的差分方程为： 自动控制与测试教学实验中心 测试技术实验室 自动控制与测试教学实验中心