講解430的書現在也有很多了,不過大多數都是詳細說明底層硬件結構的,看了不免有些空洞和枯燥,我認為了解一個MCU的操作首先要對其基礎特性有所了解,然后再仔細研究各模塊的功能。
1.首先你要知道msp430的存儲器結構。典型微處理器的結構有兩種:馮。諾依曼結構——程序存儲器和數據存儲器統一編碼;哈佛結構——程序存儲器和數據存儲器;msp430系列單片機屬于前者,而常用的mcs51系列屬于后者。
0-0xf特殊功能寄存器;0x10-0x1ff外圍模塊寄存器;0x200-?根據不同型號地址從低向高擴展;0x1000-0x107f seg_b0x1080_0x10ff seg_a 供flash信息存儲剩下的從0xffff開始向下擴展,根據不同容量,例如149為60KB,0xffff-0x1100
2.復位信號是MCU工作的起點,430的復位信號有兩種:上電復位信號POR和上電清除信號PUC。POR信號只在上電和RST/NMI復位管腳被設置為復位功能,且低電平時系統復位。而PUC信號是POR信號產生,以及其他如看門狗定時溢出、安全鍵值出現錯誤是產生。但是,無論那種信號觸發的復位,都會使msp430在地址0xffff處讀取復位中斷向量,然后程序從中斷向量所指的地址開始執行。復位后的狀態不寫了,詳見參考書,嘿嘿。
3.系統時鐘是一個程序運行的指揮官,時序和中斷也是整個程序的核心和中軸線。430最多有三個振蕩器,DCO內部振蕩器;LFXT1外接低頻振蕩器,常見的32768HZ,不用外接負載電容;也可接高頻450KHZ-8M,需接負載電容;XT2接高頻450KHZ-8M,加外接電容。(經驗中發現,接XT2時,需要注意自己開啟XT2,并延時50us等待XT2起振,然后手工清除IFG1中的OFIFG位,其操作順序為:打開XT2-》等待XT2穩定-》切換系統時鐘為XT2)
430有三種時鐘信號:MCLK系統主時鐘,可分頻1 2 4 8,供cpu使用,其他外圍模塊在有選擇情況下也可使用;SMCLK系統子時鐘,供外圍模塊使用,可選則不同振蕩器產生的時鐘信號;ACLK輔助時鐘,只能由LFXT1產生,供外圍模塊。
4.中斷是430處理器的一大特色,因為幾乎每個外圍模塊都能產生,430可以在沒有任務時進入低功耗狀態,有事件時中斷喚醒cpu,處理完畢再次進入低功耗狀態。
整個中斷的響應過程是這樣的,當有中斷請求時,如果cpu處于活動狀態,先完成當前命令;如果處于低功耗,先退出,將下一條指令的pc值壓入堆棧;如果有多個中斷請求,先響應優先級高的;執行完后,等待中斷請求標志位復位,要注意,單中斷源的中斷請求標志位自動復位,而多中斷的標志位需要軟件復位;然后系統總中斷允許位SR.GIE復位,相應的中斷向量值裝入pc,程序從這個地址繼續執行。
這里要注意,中斷允許位SR.GIE和中斷嵌套問題。如果當你執行中斷程序過程中,希望可以響應更高級別的中斷請求時,必須在進入第一個中斷時把SR.GIE置位。
其實,其他的外圍模塊時鐘沿著時鐘和中斷這個核心來執行的。具體的結構我也不羅索了,可以參考430系列手冊。
C語言編程起步
因為常用的430編程開發是c語言,所以下面講解C語言對430編程的整體結構。基本上屬于框架結構,即整體的模塊化編程,其實這也是硬件編程的基本法則拉(可不是我規定的法則哦)。
首先是程序的頭文件,包括#include 《MSP430x14x.h》,這是14系列,因為常用149;其他型號可自己修改。還可以包括#include “data.h” 等數據庫頭文件,或函數變量聲明頭文件,都是你自己定義的哦。
接著就是函數和變量的聲明 void Init_Sys(void),即系統初始化。系統初始化是個整體的概念,廣義上講包括所有外圍模塊的初始化,你可以把外圍模塊初始化的子函數寫到Init_Sys()中,也可以分別寫各個模塊的初始化。但結構的簡潔,最好寫完系統的時鐘初始化后,其他所用到的模塊(包括一些中斷初始化)也在這里初始化。
void Init_Sys()
{
unsigned int i;
BCSCTL1&=~XT2OFF; //打開XT2振蕩器
do
{
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除振蕩器失效標志
for (i = 0xFF; i 》 0; i--); // 延時,等待XT2起振
}
while ((IFG1 & OFIFG) != 0); // 判斷XT2是否起振
BCSCTL2 =SELM_2+SELS; //選擇MCLK、SMCLK為XT2
//以下對各種模塊、中斷、外圍設備等進行初始化
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
_EINT(); //打開全局中斷控制
}
這里涉及到時鐘問題,通常我們選擇XT2為8M晶振,也即系統主時鐘MCLK為8M,cpu執行命令以此時鐘為準;但其他外圍模塊可以在相應的控制寄存器中選擇其他的時鐘,ACLK;當你對速度要求很低,定時時間間隔大時,就可以選擇ACLK,例如在定時器Timea初始化中設置。
主程序:
void main( void )
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//關閉看門狗
InitSys(); //初始化
//自己任務中的其他功能函數
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
while(1);
}
主程序之后我要講講中斷函數,中斷是你做單片機任務中不可缺少的部分,也可以說是靈魂了(夸張嗎)。
/***********************************************************************
各中斷函數,可按優先級依次書寫
***********************************************************************/
舉個定時中斷的例子:
//初始化
void Init_Timer_A(void)
{
TACTL = TASSEL0 + TACLR; // ACLK, clear TAR
CCTL0 = CCIE; // CCR0 中斷使能
CCR0=32768; //定時1s
TACTL|=MC0; //增計數模式
}
// 中斷服務
#pragma vector=“TIMERA0”_VECTOR
__interrupt void TimerA0()
{
// 你自己要求中斷執行的任務
}
當然,還有其他的定時,和多種中斷,各系列芯片的中斷向量個數也不同。
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