MSP430F常用模块应用原理

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1、http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 http:/www.M 微控设计网微控设计网 中国中国 MSP430 单片机专业网站单片机专业网站 MSP430F 常用模块应用原理 微控设计网 版主 DC 策划 原创于:2006- 3- 7 最后更新:2008- 5- 31 V8.2 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 为了更好地引导 MSP430 单片机爱好者的入门， 微控设 计网为大家整理了一个份 MS430 单片机入门资料， 希望能 够帮助到更多的国内单片机爱好者朋友。 如果你在学习或应用

2、 MSP430 单片机过程中想与同行 分享成果或交流技术问题， 欢迎进入我们的微控技术论坛。 欢迎购买微控设计网 MSP430 单片机开发工具 DC 版主 QQ: 108517559 模块列表 1- 复位模块 2- 时钟模块 3- IO 端口模块 4- WDT 看门狗模块 5- Timer A 定时器模块 6- 比较器 A 模块 7- ADC12 数模转换模块 8- USART 串行异步通讯模块 9- CPU 模块及全局资料 10- MSP430 其它应用介绍 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 1- 复位模块复位模块 MSP430 单片

3、机系统复位电路单片机系统复位电路 从上 MSP430 系统复位电路功能模块图中可以看到了两个复位信号，一个是上电复位信 号 POR(Power On Reset)和上电清除信号 PUC(Power Up Clear)。 POR 信号是器件的复位信号，此信号只有在以下的事件发生时才会产生： 器件上电时。 RST/NMI 引脚配置为复位模式，当 RST/NMI 引脚生产低电平时。 当 POR 信号产生时， 必然会产生 PUC 信号； 而 PUC 信号的产生时不会产生 POR 信号。 会引起产生 PUC 信号的事件： POR 信号发生时。 启动看门狗时，看门狗定时器计满时。 向看门狗写入错误的安全参

4、数值时。 向片内 FLASH 写入错误的安全参数值时。 MSP430 单片机系统复位后器件的初始单片机系统复位后器件的初始 当 POR 信号或 PUC 信号发生时引起器件复位后，器件的初始化状态为： RST/NMI 引脚配置为复位模式。 I/O 引脚为输入模式。 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 装态寄存器复位。 程序计数器(PC)装入复位向量地址 0xFFFE,CPU 从此地址开发始执行。 其它模块的寄存器初始化，详情请查器件手册。 POR 和 PUC 两者的关系： POR 信号的产生会导致“系统复位”并“产生 PUC 信号”。 而

5、PUC 信号不会引起 POR 信号 的产生。 无论是POR信号还是PUC信号触发的复位,都会使 MSP430 从地址0xFFFE 处读取复位中 断向量,程序从中断向量所指的地址处开始执行。 触发 PUC 信号的条件中,除了 POR 产生触发 PUC 信号外,其他的豆科一通过读取相应的中断向量来判断是何种原因引起的 PUC信号,以便 作出相应的处理。 系统复位(指 POR)后的状态为： (1) RST/NMI 管脚功能被设置为复位功能; (2)所有 I/O 管脚被设置为输入; (3)外围模块被初始化,其寄存器值为相关手册上的默认值; (4)状态寄存器 SR 复位; (5)看门狗激活,进入工作模式

6、; (6)程序计数器 PC 载入 0xFFFE 处的地址,微处理器从此地址开始执行程序。 典型的复位电路有一下 3 种： (1) 在 RST/NMI 管脚上接 100K 欧的上拉电阻。 (2)在1的基础上再接 0.1uf 的电容,电容的一端接地,可以使复位更加可靠。 (3)在2的基础上,再在电阻上并接一个型号为 IN4008 的二极管,可以可靠的实现系统断电 后立即上电。 2- 时钟模块时钟模块 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 MSP430F1XX 系列时钟模块图 时基模块结构如上图: MSP430 系列单片机基础时钟主要是由低频晶体

7、振荡器,高频晶体振荡器，数字控制 振荡器(DCO)，锁频环(FLL)及 FLL+等模块构成。由于 430 系列单片机中的型号不同， 而时钟模块也将有所不同。虽然不同型号的单片机的时基模块有所不同，但这些模块产 生出来的结果是相同的.在 MSP430F13、 14 中是有 TX2 振荡器的， 而 MSP430F11X,F11X1 中是用 LFXT1CLK 来代替 XT2CLK时钟信号的.在时钟模块中有 3 个(对于 F13,F14)时钟 信号源(或 2 个时钟信号源，对于 F11X、F11X1): 1- LFXT1CLK: 低频/高频时钟源.由外接晶体振荡器,而无需外接两个振荡电容器.较 常使用

8、的晶体振荡器是 32768HZ。 2- XT2CLK: 高频时钟源.由外接晶体振荡器。需要外接两个振荡电容器，较常用 的晶体振荡器是 8MHZ。 3- DCOCLK: 数字可控制的 RC 振荡器。 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 MSP430 单片机时钟模块提供 3 个时钟信号输出，以供给片内各部电路使用。 1- ACLK: 辅助时钟信号.由图所示,ACLK 是从 FLXT1CLK 信号由 1/2/4/8 分频器分 频后所得到的.由 BCSCTL1 寄存器设置 DIVA 相应为来决定分频因子.ACLK 可用于提供 CPU 外围功能模块

9、作时钟信号使用. 2- MCLK: 主时钟信号.由图所示,MCLK 是由 3 个时钟源所提供的。他们分别是 LFXT1CLK,XT2CLK(F13、F14，如果是 F11,F11X1 则由 LFXT1CLK 代替)，DCO 时钟 源信号提供.MCLK 主要用于 MCU 和相关系统模块作时钟使用。同样可设置相关寄存器 来决定分频因子及相关的设置。 3- SMCLK: 子系统时钟，SMCLK 是由 2 个时钟源信号所提供.他们分别是 XT2CLK(F13、F14)和 DCO，如果是 F11、F11X1 则由 LFXT1CLK 代替 TX2CLK。同样 可设置相关寄存器来决定分频因子及相关的设置。

10、MSP430X1X1 系列产品中,其中 XT1 时钟源引脚接法有如 3 种应用。F13、14 的 XT1 相 同。需要注意的是，LFXT1 只有工作在高频模式下才需要外接电容。 对以引脚较少的 MSPX1XX 系列产品中有着不同时基模块,具体如下: MSP430X11X1:LFXT1CLK , DCO MSP430F12X: LFXT1CLK , DCO MSP430F13X/14X/15X/16X:LFXT1CLK , DCO , XT2CLK MSP430F4XX: LFXT1CLK , DCO , XT2CLK , FLL+ 时钟发生器的原理说明： 问题的提出：1、高频、以便能对系统硬件

11、请求和事件作出快速响应 2、低频率，以便将电流消耗降制至最少 3、稳定的频率，以满足定时器的应用。 4、低 Q 值振荡器，以保证开始或停止操作没有延时 MSP430 采用了一个折衷的办法：就是用一个低频晶镇振，将其倍频在高频的工作频率 上。一般采用这种技术的实用方法有两种，一个是说、锁相环、 一个是锁频环，而锁相 环采用模拟的控制容易引起 “失锁” 和易引起电容量的改变。 而 TI 采用的是锁频环技术， 它采用数字控制器 DCO 和频率积分来产 生高频的运行时钟频率。 低功耗设置的技巧问题： 1、LPM4：在振荡器关闭模式期间，处理机的所有部件工作停止，此时电流消 耗最小。此时只有在系统上电电

12、路检测到低点电平或任一请求异步响应中断的外部中断 事件时才会从新工作。因此在设计上应含有可能需要用到的外部中断才采用这种模式。 否则发生不可预料的结果。 2、LPM3：在 DC 发生器关闭期间，只有晶振是活动的。但此时设置的基本时序条 件的 DC 发生器的 DC 电流被关闭。由于此电路的高阻设计，使功耗被抑制。注：当从 DC 关闭到启动 DC0 要花一端时间 (ns- us) 3、LPM2：在此期间，晶镇振和 DC 发生器是工作的，所以可实现快速启动。 4、LPM1：在此振荡器已经工作，所以不存在启动时间延时问题。 结合上述特点，在写程序时要综合考虑低功好耗特性，对外部事件的安排也很 重要。你

13、必须在功能实现上综合考虑才能达到你预期的效果。使用 C 语言可用如下的语 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 句：_BIS_SR(LMP3_bits)和_BIC_SR(LPM3 bits) LPM3 和 LPM3_EXIT 它们的定义是一样的。这里说明在 C 语言环境中有些定义的函数是不可见的。但你可以 从 in430.h 文件看到它们的定义。 DCOCTL DCO 控制寄存器控制寄存器 7 6 5 4 3 2 1 0 DCO.2 DCO.1 DCO.0 MOD.4 MOD.3 MOD.2 MOD.1 MOD.0 DCO.0- DCO.4

14、 定义 8 种频率之一，可以分段调节 DCOCLK 频率，相邻两种频率相差 10%。而频率由注入直流发生器的电流定义。 MOD.0- MOD.4 定义在 32 个 DCO 周期中插入的 Fdco+1 周期个数， 而在下的 DCO 周期 中为 Fdco 周期，控制改换 DCO 和 DCO+1 选择的两种频率。如果 DCO 常数为 7，表示 已经选择最高频率，此时不能利用 MOD.0- MOD.4 进行频率调整。 BCSCTL1 基本时钟系统控制寄存器基本时钟系统控制寄存器1 7 6 5 4 3 2 1 0 XT2OFF TXS DIVA.1 DIVA.0 XT5V Rsel.2 Resl.1 R

15、esl.0 XT2OFF 控制 XT2 振荡器的开启与关闭。 TX2OFF=0，XT2 振荡器开启。 TX2OFF=1，TX2 振荡器关闭（默认为 TX2 关闭） XTS 控制 LFXT1 工作模式，选择需结合实际晶体振荡器连接情况。 XTS=0，LFXT1 工作在低频模式（默认） 。 XTS=1，LFXT1 工作在高频模式（必须连接有高频相应的高频时钟源） 。 DIVA.0 DIVA.1 控制 ACLK 分频。 0 不分频（默认） 1 2 分频 2 4 分频 3 8 分频 XT5V 此位设置为 0。 Resl1.0，Resl1.1，Resl1.2 三位控制某个内部电阻以决定标称频率。 Res

16、l=0，选择最低的标称频率。 Resl=7，选择最高的标称频率。 BCSCTL2 基本时钟系统控制寄存器基本时钟系统控制寄存器2 7 6 5 4 3 2 1 0 SELM.1 SELM.0 DIVM.1 DIVM.0 SELS DIVS.1 DIVS.0 DCOR SELM.1 SELM.0 选择 MCLK 时钟源 http:/www.M 微控设计网 微控设计网为你准备的 MSP430F 单片机入门必修课 0 时钟源为 DCOCLK（默认） 1 时钟源为 DCOCLK 2 时钟源为 LFXT1CLK（对于 MSP430F11/12X），时钟源为 XT2CLK（对 于 MSP430F13/14/15/16X）； 3 时钟源为 LFTXTICLK。 DIVM.1 DIVM.0 选择 MCLK 分频 0 1 分频（默认） 1 2 分频 2 4 分频 3 8 分频 SELS 选择 SMCLK 时钟源 0 时钟源为 DCOCLK（默认） 1 时钟源为 LFXT1CLK（