PID调试器项目详解

项目演示

B站视频 - 功能演示及详细介绍

项目简介

本项目是基于TI MSPM0G3507单片机开发的PID调试器，具备PID算法定速和定距两大核心功能。通过直观的参数调节界面，可以实时观察PID控制效果，是学习PID控制算法的理想实验平台。

核心功能

• PID参数调节：通过五个独立按键（上、下、左、右、中）实现对PID参数的精确调整
• 定速控制：实时调节电机转速，观察PID控制效果
• 定距控制：精确控制电机运动距离，适用于位置控制场景
• 参数可视化：通过LCD屏幕实时显示PID参数和控制效果

硬件参数

• 主控芯片：TI MSPM0G3507单片机
• 显示模块：ST7789 LCD显示屏，用于PID功能控制及参数调试
• 电源管理：TPS5450 DC-DC转换器，支持多种供电方式：
  • DC电源输入
  • 接线端子供电
  • Type-C接口供电
• 电机驱动：BDR6126D驱动芯片
• 控制接口：五向独立按键（上、下、左、右、中）

硬件设计详解

本项目由电源部分、主控板部分、按键部分和电机控制部分组成，整体架构如下图所示：

电源电路设计

采用TYPE-C-16P接口作为供电接口，同时复用USB数据引脚用于程序下载和调试：

• USB数据引脚直接连接到单片机的对应引脚（USBD+ IO20, USBD- IO19）
• CC1和CC2引脚加入5.1K下拉电阻，确保与不同主机的兼容性
• 通过TPS5450和LDO进行降压，为主控提供稳定电源

软件实现

按键处理

项目中使用了FlexibleButton按键库，其中包含一段经典的三行按键算法：

read_data = keydata^0xFFFF;
trg = read_data & (read_data ^ cont);
cont = read_data;

这段代码实现了按键的边沿检测，能够有效过滤按键抖动，提高按键响应的可靠性。

源码获取

完整代码已开源到Gitee平台：distance_pid项目仓库

制作指南

注意事项

• 焊接顺序：先焊接贴片元器件，再焊接插件元器件
• 焊接完成后，务必用万用表测量检查是否有短路和虚焊，防止烧坏主控板
• 程序移植时，建议参考官方示例代码而非仅依赖文档，避免踩坑

组装流程

组装过程相对简单，按照PCB标识依次安装各部分组件即可：

成品展示