附录1 MSP430F169单片机简介.doc

附录1 MSP430F169单片机简介1.1 MSP430F169概述MSP430F169是TI公司进入中国市场的MSP430F系列单片机中功能最强的芯片。MSP430F169单片机为64引脚封装，符号及引脚位置图如图1-1所示。图1-1 符号及引脚位置图1.2 MSP430F169片内结构MSP430F169片内结构框图如图1-2所示。16位CPU通过总线连接到存储器和外围模块。只读存储器60KB，随机存储器4KB。图1-2 MSP430F169芯片的结构框图外围模块（片内外设）：经过MAB、MDB、中断服务及请求线与CPU相连。时钟模块可外接两个晶振，低速选用32768Hz晶振，高速晶振最高可选到8MHz。在使用高速时钟和端口时要根据需要将其初始化。看门狗、定时器A、比较器A等与MSPF413单片机使用方法相同，但无液晶驱动器。MSP430F169片内增加了8路快速12 位ADC模数转换模块，双路12 位DAC数模转换模块，两个通用连续同步/异步通信接口(USART)模块，I2C模块，DMA数据传送模块和硬件乘法器模块等。1.3 ADC模块的使用MSP430F169单片机内部集成了8通道12位的A/D转换器。通过读取A/D转换器寄存器得到转换结果。A/D转换的主要特点：采样速度快，最高可达200ksps；12位的转换精度，1位非线性微分误差，1位非线性积分误差。转换器使用：进行A/D转换通常需要设置的内容有：转换通道、采样保持、参考电压、转换时钟、转换模式、结果缓存。例1：8路A/D转换器的使用本例中ADC12使用片内2.5V稳压源作为参考电压，执行A0至A7八个通道的A/D转换。每次转换结果分别存于ADC12MEM0至 ADC12MEM7存储寄存器中。读A/D转换结果时，将转换结果存于变量中，在下面的程序中随意使用。ADC12初始化程序清单如下： P6SEL = 0xff; / 使能A/D输入通道 ADC12CTL0 = ADC12ON+MSC+SHT0_8+REFON+REF2_5V; / 接通ADC12 ADC12CTL1 = SHP+CONSEQ_3; / 使用采样定时器 ADC12MCTL0 = INCH_0+SREF_1; / 片内参考源 ADC12MCTL1 = INCH_1+SREF_1; / 片内参考源 ADC12MCTL7 = INCH_7+SREF_1+EOS; / 片内参考源 ADC12CTL0 |= ENC; / 使能转换 ADC12CTL0 |= ADC12SC; / 启动转换读出A/D转换数据程序清单：NUM_AD0 = ADC12MEM0; NUM_AD1 = ADC12MEM1; NUM_AD7 = ADC12MEM7;1.4 DAC模块的使用目前，只有MSP430F15/16X系列单片机具有DAC（数模转换）模块，可以将MSP430运算处理的数字量转换为模拟量。MSP430F169的 DAC模块是12位电压输出的数模转换模块（DAC12）。DAC模块的主要性能指标：（1）分辨率：这项指标反映了数字量在最低位上变化1位时输出模拟量的最小变化。一般用相对值来表示。对于8位的DAC模块来说，分辨率为最大输出幅度的0.39%，即1/256。而对于12位DAC模块来说，分辨率可以达到0.024%，即1/4096。（2）偏移误差：它是指输入数字量为0时，输出模拟量对0的偏移值。（3）线性度：是指DAC模块的实际转移特性与理想直线之间的最大偏差。（4）转换速度：即每秒钟可以转换的次数，其倒数为转换时间。（5）参考源电压源：是影响模拟量输出的基准值。MSP430F169单片机中的D/A功能如下所述：（1）MSP430F169的DAC12模块包含两个DAC转换通道：DAC12_0和DAC12_1。这两个通道在操作上完全平等。（2）DAC12的主要特征：12位分辨率，可选用内部或外部参考电压。输入二进制数。若选用内部2.5V参考源电压源，当输入DAC12的数字量从0x0到0xFFF变化时，对应的输出电压量也就从0到2.5V变化。输入数字量与输出电压关系如图1-3所示.图1-3 DAC12输出量示意图例2 MSP430F169的DAC12演示程序，清单如下：/*/ D169 演示程序 - 在P6.7口DAC12.1 输出2V 电压 / 功能： 使用DAC12.1 和2.5V ADC12REF 参考电压源，在P6.7口输出2V电压 。输出精度由ADC12REF决定。/*#include void main(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / 关看门狗 ADC12CTL0 = REF2_5V + REFON; / 内部 2.5V 参考源接通 DAC12_1CTL = DAC12IR + DAC12AMP_5 + DAC12ENC; / 内部参考源为1 DAC12_1DAT = 0x0CCC; / 2V _BIS_SR(LPM4_bits); / 进入 LPM0 附录2 定时器A的使用MSP430F413芯片中含有TimerA3模块，如图4-2所示。其常用的外引线有三条：TACLK、TA1和TA2。TACLK：定时器_A输入时钟（48脚），与P1.6和ACLK输出共用同一引脚。TA1：定时器_A的第一通道输入、输出引脚（51脚）。捕获方式：CCI1A输入；比较方式：OUT1输出。TA2：定时器_A的第二通道输入、输出引脚（45脚）。捕获方式：CCI2A输入；比较方式：OUT2输出。1. 定时器A功能及结构定时器A基本结构是一个十六位计数器，由时钟信号驱动工作，结构框图如图2-1所示。图2-1 定时器A结构图定时器A具有多种功能，其特性如下：（1）输入时钟可以有三种选择，可以是慢时钟（ACLK）、快时钟（SMCLK与单片机主时钟同频）和外部时钟。 （2）能产生的定时中断、定时脉冲和 PWM（脉宽调制）信号，没有软件带来的误差。 （3）不仅能捕获外部事件发生的时间，还可选择触发脉冲沿（由上升沿或下降沿触发）。定时器A功能模块主要包括：（1）计数器部分：输入的时钟源具有4种选择，所选定的时钟源又可以1、2、4或8分频作为计数频率，Timer_A可以通过选择4种工作模式灵活的完成定时/计数功能。 （2）捕获/比较器：用于捕获事件发生的时间或产生时间间隔，捕获比较功能的引入主要是为了提高I/O 端口处理事务的能力和速度。不同的MSP430单片机，Timer_A模块中所含有的捕获/比较器的数量不一样，每个捕获/比较器的结构完全相同，输入和输出都取决于各自所带控制寄存器的控制字，捕获/比较器相互之间完全独立工作。 （3）输出单元：具有可选的8种输出模式，用于产生用户需要的输出信号，支持PWM输出。2定时器工作模式 （1）停止模式：停止模式用于定时器暂停，并不发生复位，所有寄存器现行的内容在停止模式结束后都可用。当定时器暂停后重新计数时，计数器将从暂停时的值开始以暂停前的计数方向计数。例如，停止模式前，Timer_A工作于增/减计数模式并且处于下降计数方向，停止模式后，Timer_仍然工作于增/减计数模式，从暂停前的状态开始继续沿着下降方向开始计数。如果不需这样，则可通过TACTL中的CLR控制位来清除定时器的方向记忆特性。 （2）增计数模式：捕获/比较寄存器CCR0用作Timer_A增计数模式的周期寄存器，因为CCR0为16位寄存器，所以该模式适用于定时周期小于65536的连续计数情况。计数器TAR可以增计数到CCR0的值，当计数值与CCR0的值相等(或定时器值大于CCR0的值)时，定时器复位并从0开始重新计数。增计数模式的计数过程如图2-2所示。通过改变CCR0值，可重置计数周期。图2-2增计数模式示意图（3）连续计数模式：在需要65536个时钟周期的定时应用场合常用连续计数模式。定时器从当前值计数到单增到0FFFFH后，又从0开始重新计数如图2-3所示。图2-3 连续计数模式（4）增/减计数模式 需要对称波形的情况经常可以使用增/减计数模式，该模式下，定时器先增计数到CCR0的值，然后反向减计数到0。计数周期仍由CCR0定义，它是CCR0计数器数值的2倍。计数器的计数过程如图2-4所示。 图2-4增/减计数模式3输出单元定时器A的输出单元输出模式有8种，增计数模式下输出模式如图2-5所示。各模式说明如下：（1）输出模式0输出模式：输出信号OUTx由每个捕获/比较模块的控制寄存器CCTLx中的OUTx位定义，并在写入该寄存器后立即更新。最终位OUTx直通。（2）输出模式1置位模式：输出信号在TAR等于CCRx时置位，并保持置位到定时器复位或选择另一种输出模式为止。（3）输出模式2PWM翻转/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR的值等于CCR0时复位。 （4）输出模式3PWM置位/复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时置位，当TAR的值等于CCR0时复位。 （5）输出模式4翻转模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，输出周期是定时器周期的2倍。（6）输出模式5复位模式：输出在TAR的值等于CCRx时复位，并保持低电平直到选择另一种输出模式。 （7）输出模式6PWM翻转/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时翻转，当TAR值等于CCR0时置位。（8）输出模式7PWM复位/置位模式：输出电平在TAR的值等于CCRx时复位，当TAR的值等于CCR0时置位。 图2-5输出模式示意图选用增计数模式、输出模式7产生的PWM输出波形如图2-6所示。图2-6 输出模式7产生PWM输出波形4输出单元应用举例例1Timer_A用增模式在P1.2/2.0产生两路PWM输出。CCR0计数值为512，通过设定CCR1和CCR2值，定义两路输出脉宽。使用32kHz ACLK作为TACLK，定时器周期为15.625ms，P1.2占空比为75%、P2.0占空比为25%。 ACLK = TACLK = LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = DCO = 32xACLK = 1.048576Mhz。外部晶振接于XIN和XOUT。#include void main(void) WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD; / 关WDT TACTL = TASSEL0 + TACLR; / ACLK, 清零Tar CCR0 = 512; / PWM 周期 CCTL1 = OUTMOD_7; / CCR1 reset/set模式 CCR1 = 384; / CCR1 PWM 任务周期 CCTL2 = OUTMOD_7; / CCR2 reset/set模式 CCR2 = 128; / CCR2 PWM 任务周期 P1DIR |= 0x04; / P1.2 输出 P1SEL |= 0x04; / P1.2 TA1模式 P2DIR |= 0x01; / P2.0 输出 P2SEL |= 0x01; / P2.0 TA2模式 TACTL |= MC0; / 增模式启动Timer_A for (;) _BIS_SR(LPM3_bits); / 进入LPM3省电模式 _NOP(); / C-spy使用 附录3 MSP430F169与点阵显示器LCM12864接口3.1 LCM12864液晶显示模块简介LCM12864液晶显示模块是由128列64行液晶显示点阵和其控制电路组成，整个电路板外形如图2-1所示。该显示模块不仅可以显示数字，还可以显示汉字和图形。模块电路板下端有20个接线引脚，其中VDD与VSS引脚是LCM12864液晶模块电源与地接入端，VOUT是LCM12864液晶模块自生成负电压输出端。VO 需要一个外部的0V-10V 负压输入，可接入电位器调整液晶灰度。在背光电路中需要串接5 欧姆电阻，直接将背光接入电源可能会造成损坏。其余引脚由单片机控制。图3-1 LCM12864液晶显示模块外型图LCM12864液晶显示模块的引脚定义如表3-1所示。表3-1 LCM12864引脚说明标号名称参数说明1VSSGND 0V模块电源地2VDD+5V模块电源 +5V DC3VO0V -10V外部液晶偏置电压输入端4D/IH/LH：数据；L：指令5R/WH/LH：MPU LCM读数据；L：MPU LCM写数据6EH/LLCM使能7DB0H/L数据线 0(H表示高电平,L表示低电平8DB1H/L数据线 19DB2H/L数据线 210DB3H/L数据线 311DB4H/L数据线 412DB5H/L数据线 513DB6H/L数据线 614DB7H/L数据线 715CS1H/L左半屏使能(低电平有效)16CS2H/L右半屏使能(低电平有效)17/RSTH/LLCM复位(低电平有效)18VOUTGND 0V模块电源地19SLA+5VLED背光电源+5V DC20SLKGND 0VLED背光电源 地3.2 单片机与LCM12864接口电路设计单片机与LCM12864接口电路如图3-2所示。图3-2单片机与LCM12864接口电路3.3 单片机与LCM12864接口程序设计具体显示驱动程序清单如下：/* 文件名称：main.c* 文件说明：显示Hello*/#include #define TOP 0 / 竖直方向零点#define BOTTOM 64 / 竖直方向坐标最大值#define LEFT 0 / 水平方向坐标最小值#define RIGHT 128 / 水平方向坐标最大值#define EN_WIDTH 40 / Hello 字符串的长度#define CH_WIDTH 96 / 中文字符串的长度#define OP_CHINESE 1 / 选择显示中文字符#define OP_ENGLISH 2 / 选择显示英文字符unsigned char showData=/16*8点阵的“Hello” 0x08,0x20,0xF8,0x3F,0x08,0x21,0x00,0x01, 0x00,0x01,0x08,0x21,0xF8,0x3F,0x08,0x20,/H (0) 0x00,0x00,0x00,0x1F,0x80,0x22,0x80,0x22, 0x80,0x22,0x80,0x22,0x00,0x13,0x00,0x00,/e (1) 0x00,0x00,0x08,0x20,0x08,0x20,0xF8,0x3F, 0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,/l (2) 0x00,0x00,0x08,0x20,0x08,0x20,0xF8,0x3F, 0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,/l (3) 0x00,0x00,0x00,0x1F,0x80,0x20,0x80,0x20, 0x80,0x20,0x80,0x20,0x00,0x1F,0x00,0x00,/o (4) ;unsigned char px, / 显示字符串的X位置 py, / 显示字符串的Y位置 width; / 字符串的宽度/write_Command(),用于写命令到LCD，CS(片选)在此函数外设置void write_Command(char cmd) P3OUT &= 0xfb; /禁止 EN P5DIR = 0xff; P3OUT &= 0xfc; /rs=0 ,r/w=0 P5OUT = cmd; P3OUT |= 0x04; /使能 P3OUT &= 0xfb; /禁止/ 设置显示的位置,含片选void move_To(char x,char y) unsigned char tmp; tmp=(y&0x7f); if(tmp63) /在 chip2 P3OUT &= 0xF7; /cs1=0 P3OUT |= 0x40; /cs2=1 write_Command(0xb8 + x); /设置 x write_Command(0x40 + tmp-64); /设置 y / write datavoid write_Data(char content) P5DIR = 0x00; / 置位输入模式 P3OUT |= 0x02; / r/w=1 读状态 P3OUT |= 0x04; / chip 使能 while(P5IN & 0x80)=0x80);/检测LCD是否忙 P3OUT &= 0xfb; /disable EN P5DIR = 0xff; P3OUT &= 0xfc; /rs=0 ,r/w=0 P3OUT |= 0x01; /rs=1 P5OUT = content; P3OUT |= 0x04; /p2.2=1 使能 P3OUT &= 0xfb; /p2.2=0 禁止/ 在指定的位置显示字符串Hello ,x是行坐标，y是列坐标，0=x=RIGHT - 字符串长度/ 0=y=BOTTOM-字符串高度void drawStr(unsigned char x,unsigned char y) unsigned char tmpv; for(tmpv=y;tmpvy+width;tmpv+) move_To(x/8,tmpv); /移动到指定页 write_Data(showData2*(tmpv-y); /填写数据 move_To(x/8+1,tmpv); /由于显示的字符是16*N点阵，占用两页，现在移动到下页 write_Data(showData2*(tmpv-y)+1); /填写数据 / 清除chip1或者chip2上的某一区域，选择的区域只是在/ 同一chip上,x是页地址,Y是列地址,h是多少行,w是指多少/ 列.区域可以是两个片组成的区域的任何位置void clear_Rect(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char h,unsigned char w) unsigned char tmpv,tmp; for(tmpv=x;tmpv(x+h);tmpv+) for(tmp=y;tmp(y+w);tmp+) move_To(tmpv,tmp)