电赛-基于TI MSPM0的简易PID入门项目

简易PID入门套件

项目介绍

基于立创·天猛星 MSPM0G3507 开发板制作的简易 PID 入门项目。对带编码器的电机，使用 PID 控制算法，实现 定速功能 和 定距功能，再通过屏幕显示出 PID 参数以及当前值与目标值的动态曲线变化。

传统PID教学常止步于理论，缺乏可视化调试与实时参数优化的实战训练，该项目以“简化复杂理论、突出实践应用”为特色，是缩短PID学习曲线、提升竞赛实战能力的优质资源。

硬件使用立创·天猛星 MSPM0G3507 开发板作为主控，BDR6126D 作为电机驱动，屏幕使用1.9寸中景园SPI屏幕。电机接口适配市场上大多数编码器电机接口。

定速与定距功能说明

- 定速： 获取当前电机速度，然后根据设定的目标速度，让电机通过 PID 控制算法，使电机当前实时速度以最快的速度接近设定的目标速度。

- 定距： 根据电机旋转一圈的编码器脉冲数，确定电机旋转一圈为多少个 x 脉冲（x脉冲/圈），通过当前脉冲数和目标脉冲数，通过 PID 控制算法，使电机当前实时脉冲以最快的速度接近设定的目标脉冲，达到定距移动的效果。（简单来说就是让电机固定走多少步，走多了就退回，走少了就再走几步）

该项目在硬件上，除开发板外，仅使用一个编码器电机 + 电机驱动 + 屏幕 + 按键 + 电源。元器件全插件，方便焊接入门与练习。


项目焊接说明表	PCB焊接组装完成展示

项目在软件方面，使用裸机的方式编写驱动和逻辑，通过轮询 + 中断 + 状态机的架构完成项目。PID 部分不会大篇幅介绍背景、由来、模型等学术说明，将直接告诉你如何使用PID。最终可像 1 + 1 = 2 一样，直接将参数无脑带入公式，应用PID。

PID的无脑应用公式

PID_OUT = （Kp × 误差）+ （Ki × 累计误差）+（Kd × 误差间的差值）


定速闭环控制框图	定距闭环控制框图

功能需求

屏幕显示二级菜单，通过按键选择；
屏幕显示PID曲线变化；
按键长短按控制和调参；
实现电机PID的实时定速调整；
实现电机PID的实时定距调整；

教程目录

项目在教程方面，教学资源完善，涵盖硬件原理、PCB设计、焊接练习、代码开发到PID调试全流程，适合分阶段教学。

教程文档在线阅读地址：👉立创开发板技术文档中心 | 简易PID入门项目

序号	章节名称	进度	学习目标
1	电路原理分析	✅	了解项目的硬件原理图，明白每一个器件的作用
2	原理图与PCB设计	✅	原理图设计包含了元器件选型、搜索以及原理图整理的内容； PCB设计部分包含边框设计、元器件分类布局、PCB走线与设计检查等内容
3	免费PCB打样	✅	如何在嘉立创平台进行 `免费的` PCB 的打样，并拿到PCB实物
4	购买器件	✅	说明项目的器件购买地址和注意事项
5	PCB焊接练习	✅	掌握常用焊接工具的使用、插件元器件的焊接与拆卸方法
6	开发环境搭建	✅	了解如何基于 Keil 环境下，对 TI 的 MSPM0G3507 进行`开发、调试和下载`
7	调试模块驱动	✅	学习如何搭建基于 Keil 的代码编辑调试环境，包括`文件管理、串口调试、LED 调试`等
8	彩屏驱动	✅	学习如何使用MSPM0G3507的keil环境 `驱动一块1.9寸的SPI接口彩屏`
9	按键驱动	✅	明白如何配置GPIO外设为输入模式，能够使用常用的 `开源按键库` 并移植到自己的工程
0	电机驱动	✅	学习通过电机驱动芯片 `BDR6126D` 来驱动电机，并且联合按键 `实现长按电机转再长按电机停功能`
11	编码器驱动	✅	明白编码器的测速原理，通过电机上的编码器， `检测电机的速度和旋转方向`
12	UI与界面管理	✅	熟悉了解本项目的 `UI绘制方法和思路`，并且移植到自己的工程当中
13	事件与状态机	✅	了解常用的软件架构，并 `将多个架构组合使用到项目中`
14	PID定速功能	✅	了解 `PID的基本公式`，通过实际值与目标值的误差，`实现让实时速度以最快的时间接近目标速度`
15	PID定距功能	✅	了解 PID 定距功能的实现方式，通过实际值与目标值的误差，`实现让实时角度以最快的时间接近目标角度`
16	完整功能案例	✅