MSP430单片机深入学习笔记

1、复位1. P0R信号只在两种情况下产生: ? 微处理器上电。? RST/NMI管脚被设置为复位功能，在此管脚上产生低电平时系统复位。2. PUC信号产生的条件为：?POR信号产生。?看门狗有效时，看门狗定时器溢出。?写看门狗定时器安全健值出现错误。?写FLASH存储器安全键值出现错误。PUC信号。而PUC信号不会引起POR信号的产3. P0R信号的出现会导致系统复位，并产生 生。系统复位后(POF之后)的状态为： ?RST/MIN管脚功能被设置为复位功能。? 所有I/O管脚被设置为输入。外围模块被初始化，其寄存器值为相关手册上注明的默认值。状态寄存器(SR复位。看门狗激活，进入工作模式。程序计

2、数器(PC载入OxFFFE ( OxFFFE为复位中断向量)处的地址，微处理器从此地 址开始执行程序。4. 典型的复位电路有以下3种:(a)rMSP430LOOkulRST/1NMw ijJir i ookQ nOJpFMSP430RsrrNMi(C)图Id典型复位电路(1) 由于MSP430具有上电复位功能，因此，上电后只要保持 RST/NMI(设置 为复位功能)为高电平即可。通常的做法为，在RST/NMI管脚接100k? 的上拉电阻，如图 1-5(a)所示。(2) 除了在 RST/NMI管脚接100k?的 上拉电阻外，还可以再接0.1卩F的电 容，电容的另一端接地，可以使复位更 加可靠。如

3、图1-5 (b)所示。由于MSP430具有极低的功耗，如 果系统断电后立即上电，则系统中电 容所存储的电荷来不及释放，此时系 统电压不会下降到最低复位电压以下， 因而MSP430不会产生上电复位， 同时 RST/NMI管脚上也没有足够低的电平 使MSP43C复位。这样，系统断电后立 即上电，MSP430并没有被复位。为了 解决这个问题，可增加一个二极管，这 样断电后储存在复位电容中的电荷就 可以通过二极管释放，从而加速电容 的放电。二极管的型号可取1N4008。如图1-5 (c)所示。系统时钟振荡器 :1. DC0数控RC振荡器，位于芯片内部。不用时可以关闭2. LFXT1 可以接低频振荡器，

4、典型的如 32.768kHz 的钟表振荡器，此时振荡器不需要接负 载电容。也可以接 450kHz8MHz的标准晶体振荡器，此时振荡器需要接负载电容。3. XT2接450kHz8MHz的标准晶体振荡器，此时振荡器要接负载电容，不用时可 以关闭。通常低频振荡器用来降低能量消耗， 例如使用电池的系统。 高频振荡器用来对事件作出 快速反应或者供 CPU进行大量运算。DCO勺振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响而产生变化，并且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。DCO勺调节功能可以改善它的性能。DC0 的调节分为以下 3 步：(1) 选择BCSCTL1.RSEL)确定时钟的标称频率。(2

5、) 选择DCOCTL.DCO在标称频率基础上分段粗调。(3) 选择DCOCTL.MOD的值进行细调。MSP430定义了 3种时钟信号，分别为：(1) MCLK系统主时钟。除了 CPU运算使用此时钟信号外，外围模块也可以使用。MCLK可以选择任何一个振荡器产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。(2) SMCLK 系统子时钟。外围模块可以使用，并且在使用之前可以通过各模块的寄存器实现分频。SMCLK可以选择任何一个振荡器产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。(3) ACLK 辅助时钟。外围模块可以使用，并且在使用之前可以通过各模块的寄存器 实现分频。ACLK只能由LFX

6、T1进行1、2、4、8分频作为其信号源。PUC结束时，MCLK和SMCLK的信号源为DCO, DCO的振荡频率约为 800kHz (详见 相关手册)。ACLK的信号源为LFXT1。例 3.4 设置 MCLK 的时钟8 分频。下列 4条代码均可实现该功能。BCSCTL2 |= 0x30;BCSCTL2 |= BIT5+BIT4;BCSCTL2 |= DIVM1+DIVM0;/ 人肉记忆 +数脚趾头,原始社会才干的事！/需记忆DlVMx在BSCTL中的位置，不推荐!/ 由两项组成,看起来不直观,凑合！/ 简洁明了,力荐！BCSCTL2 |= DlVM_3;在使用按位或操作符“ |= ”配置寄存器时

7、,要注意宏定义之间的“叠加”效应。重新用 宏定义配置寄存器前,一定要先清零。 (此外,极少数寄存器上电复位后默认值不是 0,要 特别注意。) 例 3.5 先设定 MCLK 分频为 2,一段时间后改为 4 分频。错误的代码：BCSCTL2 |= DlVM_1; /这确实是 2 分频delay( );BCSCTL2 |= DlVM_2; /因为|=赋值的原因,这实际上是 8 分频,请自行面壁想清楚正确的代码：BCSCTL2 |= DIVM_1;/ 2 分频delay();BCSCTL2 &= ( DIVM_O+ DIVM_1+ DIVM_2+ DIVM_3); / 预先把全部相关控制位置

8、0BCSCTL2 |= DIVM_2;/此时再用|=设置才不出错相关控制位全置 0还可写成：BCSCTL2 &= DIVM_3 或 BCSCTL2 &=(DIVM0+DIVM1)低功耗模式上电和外部复位信号产生 POR信号，POR信号会引起PUC信号。看门狗激活时，定时器 溢出和安全键值错误也会引起PUC信号。PUC信号结束后，MSP430进入AM状态。在AM状态程序可以选择进入任何一种低功耗模式，然后在适当的时机，由外围模块的中断使 CPU退出低功耗模式。LPM0 （主力休眠，先头部队工作）和LPM3（主力和先头部队都休眠，仅留警戒哨兵）最常用，LPM4则当关机使用。洁动膜式

9、 CPU葫动CPUOf! =1SCO 匸 IKSL'NMl MM J有妆cpuoFr-iSCGO-GSCGI-I/ I PM3、CPU off, MCLKwffSMCLK DCOofT ACLKCPUofT* MCLK oil SM(DCQ otT_A-CLK 卞LPMD 宀、 cpu oiTt mclk otr SMCI.K - ACLK onkI.PMI J CPU olT, MCI K oH' SMCLK , ACLK orPORWDT(FOIWOT柄动RXT/1SIMI 蚁®冇敘k wnr 动 f 定时瞩时的到，溢出RSTMl为灵位功繼如皋【览o在活动模式中没

10、 自使用I则厲龙牛略天阳CPV0FF-I OSCOFF-1SCGO=1SCC I-1K'遂性器尺闭WD JPG-If.in=i LPM 2CPU oR； MCLKofl SMCLK otl； Lxru oil .ACLKonertrorr-1 SCG0= IlSCCJI-0MO工作模式转换中断MSP430可以在没有事件发生时进入低功耗状态，事件发生时，通过中断唤醒CPU,事件处理完毕后，CPU再次进入低功耗状态。MSP430 的中断分为：系统复位、不可屏蔽中断、可屏蔽中断。系统复位前面已经作过介绍，其中断向量为OxFFFE不可屏蔽中断向量为 OxFFFC产生不可屏蔽中断的原因如下：（1

11、） RST/NMI管脚功能选择为 NMI时，RST/NMI管脚上产生一个上升沿或者下降沿（具 体是上升沿还是下降沿由寄存器WDTCTL中的NMIES位决定）。NMI中断可以用 WDTCTL中的NMIIE位屏蔽。需要注意的是，当RST/NMI管脚功能选择为 NMI时，不要让 RST/NMI管脚上的信号一直保持在低电平。原因是如果发生了PUC,则RST/NMI管脚的功能被初始化为复位功能,而此时它上面的信号一直保持低电平,使CPU 一直处于复位状态,不能正常工作。（2）振荡器失效中断允许时,振荡器失效。（3） FLASH存储器的非法访问中断允许时，对FLASH存储器进行了非法访问。 不可屏蔽中断可

12、由各自的中断允许位禁止或打开。当一个不可屏蔽中断请求被接受时,相应的中断允许位自动复位。 退出中断程序时, 如果希望中断继续有效, 则必须用软件将相 应中断允许位置位。中断使用的步骤：1）配置子模块中断相关的寄存器,比如外部中断的上升沿触发还是下降沿触发,定 时中断的计数方式和定时值。2）依模板写中断服务子函数框架,添加中断后要干什么的代码（事件处理函数）。3）使能子模块的中断,使能总中断。4）一旦中断发生, CPU 停下主函数的活, 并标记位置。 进入中断服务子函数里干活, 完事后回到主函数标记位置处继续干活。我们来看 MSP430 的中断子函数模板, 加粗斜体部分是允许用户 “创意” 的地

13、方, 其他 则是固定格式。其中，PORT1_VECTOF是中断向量表中的地址宏定义，直接决定了这个中断子函数是响应哪个中断源。PORT1_ISR是中断子函数名，这个最好按标准写法取名字，便于理解。中断向量表和标准的中断子函数名可见头文件<MSP430G2553.h>。在 MSP430 单片机中,中断资源是比较“宝贵的” ,很多中断都是共用一个“中断向量 入口”。比如上面写的是 P1 口的中断服务子函数, 当 P1 的 8 个 IO 口任何一个检测 到中断事件（上升沿或下降沿） ,就会进入中断子函数。我们需要在子函数里,查询中断标志 位#pragma vector = PORT1_V

14、ECTOR_interrupt voidPORT1_ISR（void）/中断后想干的事写这里 ;LaunchPad 口袋实验平台 MSP-EXP430G2 篇50（特殊功能寄存器），判断一下到底是哪个10 口 “出事”了。&按位与，1按位或，A按位异或AND （位与&） 0R （位或| ） XOR （ 位异或a ）1 & 1 =11 11 1 =11 A 1 =01 & 0 =01 11 0 =11 A0 =10 & 1 =00 11 1 =10 A1 =10 & 0 =00 11 0 =00 A0 =0C语言提供的位运算符列表：运算符含义描述&

15、amp;按位与如果两个相应的二进制位都为1，则该位的结果值为1，否则为0|按位或两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1A按位异或 若参加运算的两个二进制位值相同则为0,否则为1取反是一元运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，将1变0<<左移用来将一个数的各二进制位全部左移N位，右补0>>右移 将一个数的各二进制位右移N位，移到右端的低位被舍弃，对于无符号数，高位补0写位操作：在对某字节使用“=”进行写操作时，所有位的值都将被改变。 如果先将原字节读出来, 再使用“按位”操作符对原字节进行赋值，则可“等效”实现对单个位的写操作。将P1.0置1、P1

16、.1置0、P1.2取反，不影响其他位。P10UTF 0x01;P1OUT |= BIT0;/ “按位或”，相当于 置 1P1OUT&= 0x02; P1OUT &= BIT1/取反后再“按位与”，相当于 置0P1OUTA= 0x04; P1OUT a= BIT2/ “按位异或”，相当于 取反也可以用加号对多位同时操作。将P1.0、P1.1、P1.2均置1,不影响其他位。P1OUT |= BIT0+BIT1+BIT2;/可用加法进行批量设置读位操作：读位操作主要是通过if语句判断的方法得到的。同样，这种变通的办法不意味着MSP430单片机可以对位进行读取，这种方法同样需要对1个字

17、节的8位都操作。Eg：将P2.0的输出设置成与 P1.1输入相反，读取P1.0状态到变量 Tempoun sig ned char Temp=0;if（P1IN&BIT1）=0）P2OUT |= BIT0; / 读 P1.1 写 P2.0elseif(P1IN&BIT0)elseP2OUT &= BIT0;Temp=1;/ 读 P1.0 写 TempTemp=0;寄存器配置小结1）一般情况下，均使用宏定义去配置寄存器，这样做省事省力，可读性好。2） 深刻理解“ |=”对寄存器赋值的效果，先清0后赋值，避免误操作。3) 提前查阅头文件，尽量使用组合宏定义配置寄存器。4)

18、对于由变量决定的寄存器配置，应使用移位后的变量直接赋值。文件管理什么是文件管理？就是不要在 main.c 中写下所有的代码，而应该将大的程序划分为小的 c 文件。1) 1 个 main.c 写下全部代码是最容易导致“亲妈都认不出来”的情况。2) 我们从一个初学者开始，陆陆续续会调试各种片内和片外的设备，会积累各种各样 的代码。不管是敝帚自珍还是独孤求败，重复写同样的代码总是令人身心疲惫的事 情。3) 初学者最容易想到的是事后用复制粘贴的方法利用原代码，这是非常效率低下而且 容易出错的。4) 正确的做法是，当我们写代码的时候，先就考虑这段代码有没有可能在别的地方能 用到，然后分开独立写 c 文件

19、，这样就可以有效准确利用原有代码。 如何有效进行文件管理呢？1) 按功能模块划分 c 文件，比如片内的时钟、定时器、 UART 收发器、 Flash 控制器、 ADC 模数转换器、片外的 12864 液晶、矩阵键盘，可以分别设为System_clock.c、Timer_A.c 、 UART.c、 Flash.c、ADC10.c、 LCD.c、 Key.c。2) 将隶属于各模块的代码函数都放进各自的 c 文件中。3) 建立与 c 文件同名的 h 头文件，在 h 文件中声明可能被调用到的函数。4) 在 main.c 中包含 h 头文件，就可以使用外部 c 文件中的函数了。例 3.8 建一个 Mot

20、or.c 文件，在里面编写一个启动电机函数 Motor_ON( ) 和一个停止电 机 函数 Motor_OFF( ) ，并编写头文件。Motor.c 文件void Motor_ON( )P1OUT |=BIT0;void Motor_OFF ()P1OUT &=BIT0;Motor.h 文件extern Motor_ON( );extern Motor_OFF ( );有些编译器支持直接在 h 头文件中写程序代码。无论编译器是否支持，都不建议这样 做，分开写 c 文件和 h 头文件可以让复杂程序的代码更易读，我们后面会再谈这个问题。系统时钟void BCSplus_init(void)

21、BCSCTL2 = SELM_0 + DIVM_0 + DIVS_0; / 复位默认值，此行代码可省略if (CALBC1_1MHZ != 0xFF) DCOCTL = 0x00;BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; /* Set DCO to 1MHz */DCOCTL = CALDCO_1MHZ;BCSCTL1 |= XT2OFF + DIVA_0; / 复位默认值，此行代码可省略BCSCTL3 = XT2S_0 + LFXT1S_2 + XCAP_1/; 设为内部低频振荡器 直接配置 System Clock前面我们学习了如何用 Grace 配置时钟，其实对 MSPG2553 单

22、片机来说， MCLK 和SMCLK基本就是使用 DCO（没外部高频晶振可用）。有32.768kHz手表晶振，则 ACLK选 32.768Hz,没有就选12kHz的VLO。所以，直接代码配置时钟也很方便， 直接调用 DCO出 厂校验参数即可。例 4.1 将 MSP430G2553 的时钟设置为 MCLK 和 SMCLK 均为 8MHz, ACLK 设为 32.768kHz。DCOCTL = CALDCO_8MHZ;/ 调取出厂校准后存储在 Flash中的参数BCSCTL1 = CALBC1_8MH Z;/ BCSCTL3 参数默认不用设例 4.2 将 MSP430G2553 的时钟设置为 MCL

23、K 和 SMCLK 均为 16MHz, ACLK 设为内部低 频振荡器。DCOCTL = CALDCO_16MHZ; / 调取出厂校准后存储在Flash中的参数BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ;BCSCTL3 |= LFXT1S1;/ 设为内部低频振荡器例 4.3 将 MSP430G2553 的时钟设置为 MCLK 和 SMCLK 均为 16MHz, ACLK 设为使用 32.768kHz 晶振且 4 分频。DCOCTL = CALDCO_16MHZ;II 调取出厂校准后存储在 Flash中的参数BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ;BCSCTL1 |= DIVA_2;II

24、 补充修改 BCSCTL的 DIVAx 位，4 分频例 4.4 将 MSP430G2553 的时钟设置为 MCLK4MHz, SMCLK 为 2MHz, ACLK 设为使用 32.768kHz 晶振。DCOCTL = CALDCO_8MHZ;II 先设为 8MHzBCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;BCSCTL2 |= DIVM_1+DIVS_2;II 再对 MCLK2 分频 , SMCLK4 分频中断服务函数P0RT1_ISR属于中断服务子函数，由“ vector = PORT1_VECTO”中断向量调用， 而与函数名“ PORT1_ISR”本身无关。虽然无论 取什么函数名称都行，但

25、是建议按照 MSP430G2553.h 头文件中定义的中断服务子函数名称来命名 ， 可在头文件中， 查看 “Interrupt Vectors (offset from 0xFFE0) ”部分。程序进入中断服务子函数并不是万事大吉，一般需要考虑以下几件事情：1) 由于中断向量远比中断源少得多，所以大部分中断事件都是“共用”中断服务子函 数。往往具体中断事件还需查询中断标志位来进一步确认。2) 有些时候，不仅要查询标志位，而且还要复杂的运算和判断才能确认中断事件，这 就需要使用专门的“事件检测函数”来完成。3) 使用“事件检测函数”可以将代码“移出”中断服务子函数“集中放置”便于阅读 ，因为中断

26、服务子函数内编写大段代码是编程“大忌” ，非常容易造成“连亲妈都 认不出来”。 此外“事件检测函数”也增强了代码的可移植性，因为事件检测的判 据往往可以重复使用。4) 一旦中断事件被“确认” ，事件应对代码宜专门编写“事件处理函数” ，而不应在 中断子函数中直接写代码。 “事件处理函数”可以在“事件检测函数”中调用。5) 最后，弄清楚是否需要手动清除中断标志位。很多中断标志位必须手动清除，否则 程序将会出现各种“无名肿痛” 。*名 称： PORT1_ISR()* 功 能：响应 P1 口的外部中断服务* 入口参数：无* 出口参数：无* 说 明：P1.0P1.8共用了 P0RT1中断，所以在 P0

27、RT1_ISR(中必须查询标志位 P1IFG才 能知道具体是哪个10引发了外部中断。P1IFG必须手动清除，否则将持续引发 P0RT1中断。* 范 例：无*/#pragma vector = P0RT1_VECT0R_interrupt void P0RT1_ISR(void) / 启用 Port1 事件检测函数 P1_I0Dect();/ 检测通过，则会调用事件处理函数P1IFG=0;/退出中断前必须手动清除10 口中断标志事件检测函数P1_IODect()就是上文提到的“中断事件检测函数”，专门用于判断是P0RT1的哪个10发生了中断(按键被按下) 。这里我们同样先不去考虑具体代码原理是什

28、么，总之这个函数 正确实现了按键 I0 的判断，并且调用了相应按键的“事件处理函数” 。/* 名 称： P1_I0Dect()*功 能:判断具体引发中断的10,并调用相应10的中断事件处理函数* 入口参数：无* 出口参数：无*说明：该函数兼容所有8个10的检测，请根据实际输入10激活“检测代码”。* 本例中，仅有P1.3被用作输入10,所以其他7个10的“检测代码”没有被“激活”。* 范 例：无*/void P1_I0Dect()unsigned int Push_Key=0;/-排除输出10的干扰后，锁定唯一被触发的中断标志位-Push_Key=P1IFG&(P1DIR);/ 延时一

29、段时间,避开机械抖动区域 _delay_cycles(10000);/ 消抖延时/ 判断按键状态是否与延时前一致 -if(P1IN&Push_Key)=0)/如果该次按键确实有效/-判断具体哪个10被按下，调用该10的事件处理函数-switch(Push_Key) /case BIT0:P10_Onclick();break;/case BIT1:P11_Onclick();break;/case BIT2:P12_Onclick();break;case BIT3:P13_Onclick();break;/cas e BIT4:P14_Onclick();break;/case BI

30、T5:P15_Onclick();break;/case BIT6:P16_Onclick();break;/case BIT7:P17_Onclick();break;default:break;/ 任何情况下均加上 default事件处理函数“事件处理函数” 对于读懂程序代码非常重要， 这意味着我们知道了一旦发生了某某事 件，将要干什么。所有的“事件处理函数”加上 main()函数，基本上就能读出程序的意图和 思想了。 在程序移植中，“事件处理函数” 的内容往往是需要改变的。 例如， P1.3 按键的“事 件检测函数”可能无需改变，检测的判据方法是一样的。神奇的 GPIO内部电阻在 IO

31、处于输出状态是无法固定为上拉的 (输出高电平时为上拉， 输出低电平 时为下拉)。使用捕获模块的一般步骤：1) 把主定时器设为连续计数模式，这样就有最长的“刻度尺”可用。当“尺子”长度还不够的时候，可以设定尺子每溢出1次，中断服务给全局变量Cou nt+1，这样就能测量任意时间长度了。2) 把CCRx模块对应的寄存器 CAP设为1,捕获模式。3) 选择CCRx模块的捕获源寄存器 CCISx也就是具体单片机哪个管脚作为捕获输入口CCIx4) 设定CMx寄存器，决定是上升沿捕获还是下降沿，还是上升下降都捕获。5) 设定SCS寄存器，决定是同步捕获还是异步捕获。咋一看起来，异步捕获响应要快，但是捕获后

32、的有效数据是来自定时器的计数值，响应再快也超不过时钟的分辨率。所以一般均设为同步捕获，这样可以减小电路毛刺，避免竞争冒险。6) 标志位 COV为1代表上次 TACCRx的数据没被取走，而又新来数据覆盖了TACCRx的异常情况。前面提到的“爱什么时候读什么时候去读TACCRx说的有些夸张，不能等下次捕获来临还不读取上次的捕获数据。表62 Timer_A比较模块的8中输出模式OUTMODx镣出腹式描述000 （模式“电半输出TAx管脚由OUTx位决定高低电平001 f模式1、延迟置位当主计数器计TACCRx时.TM管脚置1010 (模式2取反/清零当主计数器计到TACCRX时.TA管脚取反 当主计

33、数器计到TACCRD时+ TAx管脚置0011 (模式3)置位/清零当主计数器计到TACCRx时.TAx管脚収1 当主计数器计到TACCRO时.TAx管脚置0100 （模式4）取反当主计数器计到TACCRx, 丁加管脚収反101 （模式5）延迟清零当主计数器计到TACCRx时.TAx管脚収0110 （模式G取反/置位当主计数器计到TACCRx时，丁加管脚収反 当主计数器计到TACCRD TAx管脚豐1111 (模式7)淸零/置位当主计数器计到TACCRx时.TAx管脚収0 当主计数器计到TACCRD时* TAx管脚置1模式 0：通过 CCRx 模块各自的 OUT 控制位控制 TAx 输出，像操作普通 IO 口那样。一般用于程序预设定 TAx 的电平。 模式 1 和模式 5：用于生成单稳态脉冲。模式3和模式 7:用于产生 PWM信号。PWM 的频率由 CCRO的TACCR0决定，PWM 的 占空比由 TACCRx与TACCR0的比值决定。模式 2 和模式 6:用于产生带死区时间控制的互补PWM。定时器 A 使用要点:1.时钟源及变化方式例TACTL = TASSEL_2 + MCJ其TASSE定义了时钟源 MC_x定义了 CCR计数器样变化（连续、循环等）注：仅此句会让定时器 A开始计