实验名称：中断技术、基本时钟和准时功能姓名 _ 学号 _实验班号 _ 21_ 机器号 _<实验4、5）一、实验目的1．认识中断原理，包括对中断源、中断向量、中断种类号、中断程序以及中断响应过程的理解；2．掌握单片机 C语言中断程序设计方法；3．认识 MSP430G2553基本时钟模块的工作原理，掌握其控制方法；4．掌握利用时钟信号和中断技术实现准时功能的方法二、实验基本任务1． 中断响应过程的理解阅读下面 C 语言中断程序，说明程序 L4_int.c 执行的流程和实现功能 . 上机实践，回答下面问题，掌握用 C 语言编写中断程序的方法.6zNcZrhD4Jb5E2RGbCAP1) 从程序如何判断用的是哪其中断源？其中断种类号是多少？将实验板上某一按键与该中断源对应的引脚相连，运行程序，操作按键，观察现象.6zNcZrhD4Jp1EanqFDPw答： <注：源程序主函数中第 7、8 行有误，应为 P1SEL &=~ BIT5 P1SEL2 &=~ BIT5 ）6zNcZrhD4JDXDiTa9E3d① P1.1 为中断源，中断种类号为 2；② 现象： LED灯素来在闪烁，按下按键后闪烁暂停，蜂鸣器响三声，尔后LED灯连续闪烁；2） main 函数中无调用函数 Buzz 的语句， 函数 Buzz 如何能被执行？何时会被执行？ 据此描述中断响应过程 .6zNcZrhD4JRTCrpUDGiT答：① 当按下按键时函数 Buzz 被执行；② 中断响应的过程： P1.1 处发出中断央求→判断可否满足响应条件→若满足，则 CPU在执行完当前指令后，硬件自动完成保护现场的操作→从中断向量表中取中断向量至 PC→转去执行中断服务子程； 6zNcZrhD4J5PCzVD7HxA3) 若是 port_int 函数中不清分中断标志 P1IFG 的结果是什么？答：中断将素来重复进行下去；4) 若是 L4_int.c 中的 PORT1_VECTOR改为 PORT2_VECTOR， 其他不变，程序执行的结果是什么？为什么？ <可在中断处加一断点，运行程序，看现象，解析原因） 6zNcZrhD4JjLBHrnAILg答： PORT1_VECTOR改为 PORT2_VECTOR，其他不变，程序将会无法进入中断 . 由于程序中的中断属于 P1 引脚的中断，中断向量与 P2 引脚的中断向量不相同，所进行的的改动则是把中断程序写入到了 P2 引脚的中断向量对应的地址中，而 P1 引脚的中断向量对应的地址上没有程序，因此无法执行本来的中断子程 . 6zNcZrhD4JxHAQX74J0X5) 若是中断源采用的是 P1.5, 按键用 K7, 请设计连线，更正程序完成以中断方式响应 K7 的操作 .答：① 只需将程序中对 P1.1 的操作改为对 P1.5 的操作即可，程序见附录程序1；6zNcZrhD4JLDAYtRyKfE② 连线：将引脚与 K6 相连，其他连线不变；2. 中断程序编程练习在实验板上用跳线将按键 K5、K6 分别与单片机的 P1.4、P1.5 相连，编程以中断方式响应按键 K5 和 K6 的央求：当按一次 K5 键，实验板上的蜂鸣器发出一声警报声；当按下一次 K6键，实验板上的发光二极管 L1 闪 3 次. 主循环中控制 L7 循环闪亮 .6zNcZrhD4JZzz6ZB2Ltk思虑：若是用长导线将按键 K5 、K6 分别连接在 P2.2 和 P2.5 上，如何更正程序以实现任务 2 功能？ 6zNcZrhD4JdvzfvkwMI1答：经过解析，① 本程序需要有四个函数，分别是延时函数、 L1 闪烁 3 次的函数、 L7 循环闪烁、以及蜂鸣器响一声的函数；② 其次 P2 端口为输出端口，分别控制 L1、L7 和蜂鸣器，本程序中采用P2.1、P2.3、P2.4 引脚； P1.4 与 P1.5 作为中断源； 6zNcZrhD4Jrqyn14ZNXI③ 应注意到本程序有两其中断源，须利用 P1IFG判断产生中断的中断源引脚 .④ 程序见附录程序 2.思虑题：若是用长导线将按键 K5 、K6 分别连接在 P2.2 和 P2.5 上，则应设置P2.2、P2.5 为中断源，设置中断向量时也应注意将对 P1 端口的操作改为对P2端口操作 . 详尽程序见附录程序 2 之思虑题 .6zNcZrhD4JEmxvxOtOco3. 数字示波器的使用1）将信号源的波形在示波器上显示出来，掌握测量周期、频率、峰峰值的方法；2）用孔孔导线将实验板的地信号与示波器的地信号相连，测量实验板上的 Vcc 电源信号可否正常 .答：1>a. 信号源的峰峰值为 3.20V；b. 周期为 1.000ms；c. 频率为 1.000kHz.2>经测量， Vcc=3.64V，正常4. 测试上电复位系统的 ACLK、和 SMCLK时钟频率编程输出单片机上电复位后的 ACLK、 和 SMCLK时钟， 用示波器测量其频率，并记录下来 .思虑：上电复位后， CPU工作的时钟信号 MCLK频率值是多少？答：经解析① 本程序需要置引脚 P1.0 、P1.4 分别输出 ACLK、SMCLK；② 需要确认外面晶振连上；③ 详尽程序见附录程序 5 测试程序 .④ 测得 f(ACLK>=32.79kHz,f(SMCLK>=1.044MHz.思虑题上电复位后，经过观察寄存器，发现 BCSCTL2寄存器上 SELM位为 00，SELS位为则 0，说明 MCLK与 SMCLK均由 DCO振荡器控制，因此 MCLK的频率与 SMCLK相同，也为5. 掌握基本时钟模块的编程控制参看附录 A 实验板原理图，用跳线将 JP8 中的插针信号接到晶振 32.768Khz侧，使晶振与单片机的 P2.6 和 P2.7 相连 . 编程控制基本时钟模块，设置 ACLK 分别为下面时钟频率，并经过 P1.0 输出 ACLK，用示波器观察：1） ACLK=4096Hz； < 时钟源外面晶振， 32768Hz/8）2） ACLK=3KHz；( 时钟源 VLOCLK, 12KHz/4>思虑：可否编程在引脚 P2.0 上输出 ACLK？ 为什么？答：a. 1）中，应使单片机接外面晶振，并使 ACLK的输出为 8 分频；详尽程序见附录程序 5 之 1）6zNcZrhD4J6ewMyirQFLb. 2）中，应经过 BCSCTL3寄存器选择时钟源 VLOCLK，并使其输出为 4 分频，详尽程序见附录程序 5 之 2）6zNcZrhD4JkavU42VRUs思虑题不能够在引脚 P2.0 上输出 ACLK，由于，各引脚的特别功能是由单片机结构所决定的， P2.0 引脚不拥有输出辅助时钟的功能 .6zNcZrhD4Jy6v3ALoS896. DCO 出厂校验值的频率检测1）利用出厂校验值，编程使 DCO 分别为 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz，经过P1.46zNcZrhD4JM2ub6vSTnP输出，用示波器测量实质值 .答：经解析知① P1.4 输出的是 SMCLK；② 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz的状况近似，此处仅以 1MHz为例，详尽程序见附录程序 66zNcZrhD4J0YujCfmUCw③ 测得真实值分别为 1.002MHz、7.752MHz、12.08MHz、15.94MHz.7. 利用输出的时钟信号做中断源，实现准时功能将任务 3 中 P1.0 输出的 3KHz ACLK时钟信号，作为 P1.5 的中断申请信号，用导线将P1.5 与 P1.0 相连即可，在中断子程中设置一个计数变量，计数中断子程被执行的次数，中断子程每被执行 3000 次表示一秒时间到 . 利用该准时功能，将 8 个发光二级管设计成一个秒表，显示秒值，每秒改变一次 8 个发光二级管的显示 .答：依照解析可知a.b.c.需要在实验 5 之 2）的基础进步行编程；须用跳线板将 P2 的引脚与 LED灯相连；详尽程序见附录程序 7思虑：若是要每隔 10 秒蜂鸣器响一声，如何在任务答：将 P1.7 与蜂鸣器相连，增加一个延时函数以及每5 的基础上编程实现？10 秒操作一次 P1.7 上电位；详尽程序见附录程序 7 之思虑题 6zNcZrhD4JeUts8ZQVRd三、实验选做任务1. 中断响应的理解6） <选做） 去掉 L4_int.c 程序最后的那条无量循环语句， 看看有什么现象？能够去掉吗？ 6zNcZrhD4JsQsAEJkW5T 答：① 现象：程序很快运行结束，无法响应中断；② 不能去掉无量循环语句注意 : 1> 查察 io430G2553.h 文件尾端处有关中断向量偏址的符号定义 . 2）为便于认识程序执行流程，可在中断子程入口处设置一断点，尔后连续运行程序 采用事件标志办理中断阅读程序 L4_intA.c 和 L4_intB.c< 见后页） ，描述其实现功能 . 在实验板上将 P1.0 与 6zNcZrhD4JGMsIasNXkA一个按键的控制端相连， P1.7 与蜂鸣器的控制端相连 . 比较 L4_intA.c 和 L4_intB.c两者在编程实现上有何不相同 . 注意各自中断子程执行时间的长短 . 用 L4_intB.c 的方法，改写任务 2 的编程 .答：不相同之处：① 采用事件标志办理中断时，按键此后机器做出的反应相对较慢，这是由于它需要现在中断子程中设置 flag ，再回到主程序依照 flag 做相应改动，耗费时间较长 .6zNcZrhD4JTIrRGchYzg② 但是采用事件标志中断的一个好处就是，由于它在中断子程中可是进行了一个标志，你能够在标志 flag 在主程序中发挥作用从前再次进行中断，将 flag 改为其他值 . 它相当于解决了一般中断过程中“中断执行时，障蔽其他中断”的问题 .6zNcZrhD4J7EqZcWLZNX任务 2 改写后的程序程序 33.( 选做 > 按键抖动办理程序 L4_Key.C 见后页， 其功能是用中断方式相应与 P1.2 连接的按键，计数按键的次 6zNcZrhD4Jlzq7IGf02E数，并将所计的次数用 8 个发光二极管显示出来 . 运行该程序，并操作按键，观察实质操作的次数与显示值之间的关系 . 编程改进 L4_Key.C 程序，用软件方式去除按键抖动的影响 .答：依照解析，需要在响应了第一次下降沿后，加入必然的延时 , 躲过其他电压毛刺的产生时间 . 详尽程序见附录程序 46zNcZrhD4JzvpgeqJ1hk经过实验观察能够发现，改进从前，二进制显示的数值。