《MSP430数字I》PPT课件.ppt

1,第四章 MSP430 的数字I/O控制,第一节 接口技术的基本概念 第二节 MSP430 的数字 I/O 第三节 CPU 与外设间的数据传送方式,本章教学目标： 1、了解常见的计算机外部信号的类型、特点； 2、掌握MSP430的数字I/O接口结构及其编程方法； 3、掌握CPU与接口之间数据传送方式。,2,第一节 接口技术的基本概念,模数转换接口,数模转换接口,串并转换接口,时序匹配接口,电平转换接口,语音等模拟信号 输入设备,音箱等模拟信号 输出设备,USB等串行设备,打印机等慢速设备,RS-232C等 非TTL电平设备,CPU,接口是CPU与外设之间的电路，是CPU与外设进行信息交换的桥梁。用于实现CPU与外设之间的速度、电平、信号类型、通信方式等的匹配（同步、互斥、驱动等）操作。,4,计算机工作原理 计算机接口技术 计算机应用设计,接口的地位与作用：,三大知识模块,一台没有接口的计算机相当于 一个没有眼睛、耳朵、鼻子、等感应器官的人 无法从外界获取信息 也不能提供给外界任何信息,5,第二节 MSP430的数字I/O,6 个 8 位数字 I/O 端口：P1P6； 每个 I/O 引脚都可以独立编程为输入或输出（方向设置）； 每个 I/O 引脚都可以独立进行读或写操作； P1 和 P2 具有中断功能（16 级外部中断输入），可以独立进行中断控制（屏蔽或允许），可以独立进行上升沿或下降沿有效中断请求信号设置； P1 的 8 个外部中断共享同一个中断向量， P2 的 8 个外部中断共享另一个中断向量；,6,7,8,General-purpose digital I/O,PxSEL : 功能选择寄存器。 0: I/O功能; 1: 外设模块功能 PxDIR : 方向选择寄存器。 0: 输入; 1: 输出 PxIN : 输入寄存器。 0: 输入低电平; 1: 输入高电平 PxOUT : 输出寄存器。 0: 输出低电平; 1: 输出高电平,9,10,11,General-purpose digital I/OP1 P1SEL=00H，不考虑中断功能,input/output schematic,12,P1 端口输入输出电路 input/output schematic,13,P1 input/output schematic,14,P1SEL.x=0，不考虑中断功能,P1SEL.x,P1DIR.x,P1OUT.x,P1IN.x,P1.x,x = 0 7,15,P1SEL.x=0 , P1DIR.x=1,General-purpose digital I/OOutput,16,General-purpose digital I/OInput,17,P1 寄存器的编程（不考虑中断）,P1SEL : 功能选择寄存器。0:I/O功能; 1:外设模块功能 P1DIR : 方向选择寄存器。0:输入; 1:输出 P1IN : 输入寄存器。 0:输入低电平; 1:输入高电平 P1OUT : 输出寄存器。 0:输出低电平; 1:输出高电平,MOV.B #00h , P1.1P1.7的方向维持不变,18,P1输出编程举例： MOV.B #00h , 翻转P1.0 ，其它位不变,P1输入编程举例： MOV.B 测试P1.0，并使 C=P1.0,19,P1 寄存器的初始状态（复位值）,20,P1.7,+3V,LED,例：P1输出编程举例控制 LED 闪烁,MSP430F169,0: 亮; 1: 灭,21, MOV.B #00h , 此处加延时程序段2 JMP continue ,BIC,BIS,延时1,延时2,P1.7,22,例：P1输出编程举例控制 LED 闪烁,#include ORG 01100h ; Progam Start RESET mov #0A00h,SP ; Initialize SP mov #WDTPW+WDTHOLD, RESET Vector DW RESET END,23,例： P1输入输出编程举例 K接地， LED 亮 K接Vcc，LED灭,P1.7,Vcc,LED,MSP430F169,K,P1.0,24,#include ORG 01100h ; Progam Start RESET mov #0A00h,SP ; Initialize SP mov #WDTPW+WDTHOLD, RESET Vector DW RESET END,25,第三节 CPU与外设间的数据传送方式 1. 无条件传送：（实际应用中较少使用） 2. 查询方式：常用方式。传送前先查询外设状态，若发现外设已准备好发送/接收数据，则传送，否则CPU处于等待状态。因此CPU的效率较低。 3. 中断方式：中断技术是计算机发展史上里程碑式的技术，使用中断技术可以实现外设与CPU并行工作，提高CPU的效率，因此中断方式也是一种常用的方式（到第6章时讲解）。 4. DMA方式：（本课程对DMA方式不作要求）,26,N,Y,从状态端口读入状态信息,从数据端口传送一个数据,外设准备好否？,查询方式流程图,27,例1 查询方式输入,外设与MSP430F149的接线如下图所示，当状态信号为“1”时表示外设数据准备好。采用查询方式编程实现从外设读入50H个字节到内存缓冲区buffer中,输 入 设 备,数据,状态,P2.0,P1,MSP430F149,28,29, MOV.B #00h , 传送下一个 ,查询方式输入程序段:,30,例2 查询方式输出,输 出 设 备,数据,状态,P2.0,P1,MSP430F149,外设与MSP430F149的接线如下图所示，当状态信号为“1”时表示外设已准备好接收数据。采用查询方式编程实现将内存缓冲区 buffer 中的50H个字节输出到外设,31,32,查询方式输出程序段:, MOV.B #00h , 传送下一个 ,33,输出电路,0,1,?,输出冲突（ “线与”）问题,输出电路,开关信号,MSP430,Vcc1,R,光耦,Vcc2,P1.0,分析：开关信号 = 0 , P1.0 被误设置为输出1,35,+5V,R1,R2,1,+5V,R1,R2,0,36,+5V,R1,R2,悬空 既输不出电流 又输不入电流 内阻很大 第三态 高阻态,DI,DO,EN,有效,无效,高阻,三态门与逻辑门相比增加了一个控制端EN（又称使能端），当控制端有效时，三态门处于工作态（导通状态），否则处于高阻态（断开状态）,37,实现硬件互斥操作 总线的互斥操作：任一时刻只允许一个电路（CPU、存储器、输入/输出接口等的输出电路）将数据放到总线上。否则将导致总线冲突，甚至导致器件损坏。 总线互斥操作的实现方法：任何输出电路都应通过三态门（缓冲器）与总线相连，三态门（缓冲器）的使能端由译码电路提供，并保证任一时刻只允许一个电路将数据放到总线上, 硬件的互斥设计原则,38,利用三态门，可以解决多个信号输出到公共信号线上引起的冲突问题。下图中，相当于在每路信号中加入了一个开关进行隔离，通过控制开关的“分”/“合”选择传送哪路数据,F,A,B,C,D,任何时刻只能有一个控制端为0,任何输出电路都应通过三态门与公共信号线（如总线）相连。此处三态门起隔离缓冲作用（因此三态门又称缓冲器）,公共信号线,NPN,C,B,E,Ib,Ic,Vcc1,MSP430,220V,负载,直流驱动继电器,Vcc2,快恢复二极管,?,P1.0,40,P1P6 未用引脚的处置 为了降低功耗，最好将未用引脚作如下处置： 将未用引脚设置成I/O功能、输出方向； 将未用引脚悬空,41,自学： MSP430的P2P6数字I/O （不考虑中断功能）,42,General-purpose digital I/OP2 P2SEL=00H，CAPD=0， DCOR=0，不考虑中断功能,input/output schematic,43,CAPD : Comparator_A Port Disable(05Bh),x=0,1,2,6,7,44,45,46,P2SEL.x=0，CAPD.x=0，DCOR=0，不考虑中断功能,47,General-purpose digital I/OP3 P3SEL=00H,input/output schematic,48,x=0,4,5,6,7,49,50,51,52,P3SEL.x=0,P3SEL.x,P3DIR.x,P3OUT.x,P3IN.x,P3.x,53,General-purpose digital I/OP4 P4SEL=00H,input/output schematic,54,x=0,1,2,3,4,5,6,55,56,P4SEL.x=0,P4SEL.x,P4DIR.x,P4OUT.x,P4IN.x,P4.x,57,General-purpose digital I/OP5 P5SEL=00H,input/output schematic