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[资料分享] MSP430学习小结2-程序主体结构安排及低功耗

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五彩晶圆(中级)

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发表于 2013-11-29 18:46:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
讲解430的书现在也有很多了,不过大多数都是详细说明底层硬件结构的,看了不免有些空洞和枯燥,我认为了解一个MCU的操作首先要对其基础特性有所了解,然后再仔细研究各模块的功能。
  1.首先你要知道msp430的存储器结构。典型微处理器的结构有两种:冯。诺依曼结构——程序存储器和数据存储器统一编码;哈佛结构——程序存储器和数据存储器;msp430系列单片机属于前者,而常用的mcs51系列属于后者。
  0-0xf特殊功能寄存器;0x10-0x1ff外围模块寄存器;0x200-?根据不同型号地址从低向高扩展;0x1000-0x107f seg_b0x1080_0x10ff seg_a 供flash信息存储
  剩下的从0xffff开始向下扩展,根据不同容量,例如149为60KB,0xffff-0x1100
  2.复位信号是MCU工作的起点,430的复位型号有两种:上电复位信号POR和上电清楚信号PUC。POR信号只在上电和RST/NMI复位管脚被设置为复位功能,且低电平时系统复位。而PUC信号是POR信号产生,以及其他如看门狗定时溢出、安全键值出现错误是产生。但是,无论那种信号触发的复位,都会使msp430在地址0xffff处读取复位中断向量,然后程序从中断向量所指的地址开始执行。复位后的状态不写了,详见参考书,嘿嘿。
  3.系统时钟是一个程序运行的指挥官,时序和中断也是整个程序的核心和中轴线。430最多有三个振荡器,DCO内部振荡器;LFXT1外接低频振荡器,常见的32768HZ,不用外接负载电容;也可接高频450KHZ-8M,需接负载电容;XT2接高频450KHZ-8M,加外接电容。
  430有三种时钟信号:MCLK系统主时钟,可分频1 2 4 8,供cpu使用,其他外围模块在有选择情况下也可使用;SMCLK系统子时钟,供外围模块使用,可选则不同振荡器产生的时钟信号;ACLK辅助时钟,只能由LFXT1产生,供外围模块。
  4.中断是430处理器的一大特色,因为几乎每个外围模块都能产生,430可以在没有任务时进入低功耗状态,有事件时中断唤醒cpu,处理完毕再次进入低功耗状态。
  整个中断的响应过程是这样的,当有中断请求时,如果cpu处于活动状态,先完成当前命令;如果处于低功耗,先退出,将下一条指令的pc值压入堆栈;如果有多个中断请求,先响应优先级高的;执行完后,等待中断请求标志位复位,要注意,单中断源的中断请求标志位自动复位,而多中断的标志位需要软件复位;然后系统总中断允许位SR.GIE复位,相应的中断向量值装入pc,程序从这个地址继续执行。
  这里要注意,中断允许位SR.GIE和中断嵌套问题。如果当你执行中断程序过程中,希望可以响应更高级别的中断请求时,必须在进入第一个中断时把SR.GIE置位。
  其实,其他的外围模块时钟沿着时钟和中断这个核心来执行的。具体的结构我也不罗索了,可以参考430系列手册。
  明天开始,讲述msp430单片机C语言编程的故事
  上回把430单片机的基础特性交待了一下,让大家整体有了结构的印象,今天我想在写一下c语言对430编程的整体结构。基本上属于框架结构,即整体的模块化编程,其实这也是硬件编程的基本法则拉(可不是我规定的法则哦)。
  首先是程序的头文件,包括#include <MSP430x14x.h>,这是14系列,因为常用149;其他型号可自己修改。还可以包括#include "data.h" 等数据库头文件,或函数变量声明头文件,都是你自己定义的哦。
  接着就是函数和变量的声明 void Init_Sys(void);系统初始化
  系统初始化是个整体的概念,广义上讲包括所有外围模块的初始化,你可以把外围模块初始化的子函数写到Init_Sys()中,也可以分别写各个模块的初始化。但结构的简洁,最好写完系统的时钟初始化后,其他所用到的模块也在这里初始化。
void Init_Sys()
{
  unsigned int i;
  BCSCTL1&=~XT2OFF;       //打开XT2振荡器
  do
  {
  IFG1 &= ~OFIFG;             // 清除振荡器失效标志
  for (i = 0xFF; i > 0; i--); // 延时,等待XT2起振
}
while ((IFG1 & OFIFG) != 0);   // 判断XT2是否起振
BCSCTL2 =SELM_2+SELS;   //选择MCLK、SMCLK为XT2
//以下对各种模块、中断、外围设备等进行初始化
                ........................................
  _EINT(); //打开全局中断控制
}
  这里涉及到时钟问题,通常我们选择XT2为8M晶振,也即系统主时钟MCLK为8M,cpu执行命令以此时钟为准;但其他外围模块可以在相应的控制寄存器中选择其他的时钟,ACLK;当你对速度要求很低,定时时间间隔大时,就可以选择ACLK,例如在定时器Timea初始化中设置。
主程序:               void main( void )
                        {
                        WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;         //关闭看门狗
                          InitSys();   //初始化
                          //自己任务中的其他功能函数
                            。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
                        while(1);
                        }
  主程序之后我要讲讲中断函数,中断是你做单片机任务中不可缺少的部分,也可以说是灵魂了(夸张吗)。
              /*****************************************************************************
                各中断函数,可按优先级依次书写
                ***********************************************************************/
举个定时中断的例子:
  初始化             void Init_Timer_A(void)
                      {
                        TACTL = TASSEL0 + TACLR;         // ACLK, clear TAR
                        CCTL0 = CCIE;                 // CCR0 中断使能
                        CCR0=32768;                   //定时1s
                        TACTL|=MC0;                   //增计数模式
                        }
  中断服务           #pragma vector=TIMERA0_VECTOR
                      __interrupt void TimerA0()
                      {
                        // 你自己要求中断执行的任务
                      }
  当然,还有其他的定时,和多种中断,各系列芯片的中断向量个数也不同。
  这就是简单的整体程序框架,写得简单啦,还忘谅解,明天详细了解一下各外围模块的初始化和功能。

  整体的程序设计结构,包括了所有外围模块及内部时钟,中断,定时的初始化。具体情况大家可以根据自己的需要添加或者减少,记住,模块化设计时最有力的武器。
  这可是个人总结的经典阿,谢谢支持。因为经常使用149,所以这是149的结构,其他的再更改,根据个人需要。

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  • /*****************************************************************************/
  • 文件名:main.c
  • 描述:MSP430框架程序。适用于MSP430F149,其他型号需要适当改变。
  •     不使用的中断函数保留或者删除都可以,但保留时应确保不要打开不需要的中断。
  • /*****************************************************************************/
  • //头文件
  • #include <MSP430x14x.h>
  • //函数声明
  • void InitSys();
  • int main( void )
  • {
  • WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;         //关闭看门狗
  • InitSys();   //初始化
  • start:
  • //以下填充用户代码
  • LPM3;   //进入低功耗模式n,n:0~4。若不希望进入低功耗模式,屏蔽本句
  • goto start;
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 系统初始化
  • ******************************************************************************/
  • void InitSys()
  • {
  •   unsigned int iq0;
  • //使用XT2振荡器
  •   BCSCTL1&=~XT2OFF;       //打开XT2振荡器
  •   do
  •   {
  •   IFG1 &= ~OFIFG;   // 清除振荡器失效标志
  •   for (iq0 = 0xFF; iq0 > 0; iq0--); // 延时,等待XT2起振
  • }
  • while ((IFG1 & OFIFG) != 0);   // 判断XT2是否起振
  • BCSCTL2 =SELM_2+SELS;   //选择MCLK、SMCLK为XT2
  • //以下填充用户代码,对各种模块、中断、外围设备等进行初始化
  •   _EINT(); //打开全局中断控制,若不需要打开,可以屏蔽本句
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 端口2中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=PORT2_VECTOR
  • __interrupt void Port2()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的端口应当删除其对于中断源的判断。
  • if((P2IFG&BIT0) == BIT0)
  • {
  • //处理P2IN.0中断
  • P2IFG &= ~BIT0; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT1) ==BIT1)
  • {
  • //处理P2IN.1中断
  • P2IFG &= ~BIT1; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT2) ==BIT2)
  • {
  • //处理P2IN.2中断
  • P2IFG &= ~BIT2; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT3) ==BIT3)
  • {
  • //处理P2IN.3中断
  • P2IFG &= ~BIT3; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT4) ==BIT4)
  • {
  • //处理P2IN.4中断
  • P2IFG &= ~BIT4; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT5) ==BIT5)
  • {
  • //处理P2IN.5中断
  • P2IFG &= ~BIT5; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P2IFG&BIT6) ==BIT6)
  • {
  • //处理P2IN.6中断
  • P2IFG &= ~BIT6; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else
  • {
  • //处理P2IN.7中断
  • P2IFG &= ~BIT7; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • USART1发送中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=USART1TX_VECTOR
  • __interrupt void Usart1Tx()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • USART1接收中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=USART1RX_VECTOR
  • __interrupt void Ustra1Rx()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 端口1中断函数
  • 多中断中断源:P1IFG.0~P1IFG7
  • 进入中断后应首先判断中断源,退出中断前应清除中断标志,否则将再次引发中断
  • ******************************************************************************/{{分页}}
  • #pragma vector=PORT1_VECTOR
  • __interrupt void Port1()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的端口应当删除其对于中断源的判断。
  • if((P1IFG&BIT0) == BIT0)
  • {
  • //处理P1IN.0中断
  • P1IFG &= ~BIT0; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT1) ==BIT1)
  • {
  • //处理P1IN.1中断
  • P1IFG &= ~BIT1; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT2) ==BIT2)
  • {
  • //处理P1IN.2中断
  • P1IFG &= ~BIT2; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT3) ==BIT3)
  • {
  • //处理P1IN.3中断
  • P1IFG &= ~BIT3; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT4) ==BIT4)
  • {
  • //处理P1IN.4中断
  • P1IFG &= ~BIT4; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT5) ==BIT5)
  • {
  • //处理P1IN.5中断
  • P1IFG &= ~BIT5; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((P1IFG&BIT6) ==BIT6)
  • {
  • //处理P1IN.6中断
  • P1IFG &= ~BIT6; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else
  • {
  • //处理P1IN.7中断
  • P1IFG &= ~BIT7; //清除中断标志
  • //以下填充用户代码
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 定时器A中断函数
  • 多中断中断源:CC1~2 TA
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=TIMERA1_VECTOR
  • __interrupt void TimerA1()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的中断源应当删除
  • switch (__even_in_range(TAIV, 10))
  • {
  • case 2:
  •   //捕获/比较1中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 4:
  •   //捕获/比较2中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 10:
  •   //TAIFG定时器溢出中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 定时器A中断函数
  • 中断源:CC0
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=TIMERA0_VECTOR
  • __interrupt void TimerA0()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • AD转换器中断函数
  • 多中断源:摸拟0~7、VeREF+、VREF-/VeREF-、(AVcc-AVss)/2
  • 没有处理ADC12TOV和ADC12OV中断标志
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=ADC_VECTOR
  • __interrupt void Adc()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的中断源应当删除
  • if((ADC12IFG&BIT0)==BIT0)
  • {
  • //通道0
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT1)==BIT1)
  • {
  • //通道1
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT2)==BIT2)
  • {
  • //通道2
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT3)==BIT3)
  • {
  • //通道3
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT4)==BIT4)
  • {
  • //通道4
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT5)==BIT5)
  • {
  • //通道5
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT6)==BIT6)
  • {
  • //通道6
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT7)==BIT7)
  • {
  • //通道7
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT8)==BIT8)
  • {
  • //VeREF+
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BIT9)==BIT9)
  • {
  • //VREF-/VeREF-
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BITA)==BITA)
  • {
  • //温度
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((ADC12IFG&BITB)==BITB)
  • {
  • //(AVcc-AVss)/2
  • //以下填充用户代码
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • USART0发送中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=USART0TX_VECTOR
  • __interrupt void Usart0Tx()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • USART0接收中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=USART0RX_VECTOR
  • __interrupt void Usart0Rx()
  • {
  • //以下填充用户代码{{分页}}
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 看门狗定时器中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=WDT_VECTOR
  • __interrupt void WatchDog()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 比较器A中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=COMPARATORA_VECTOR
  • __interrupt void ComparatorA()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 定时器B中断函数
  • 多中断源:CC1~6 TB
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=TIMERB1_VECTOR
  • __interrupt void TimerB1()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的中断源应当删除
  • switch (__even_in_range(TBIV, 14))
  • {
  • case 2:
  •   //捕获/比较1中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 4:
  •   //捕获/比较2中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 6:
  •   //捕获/比较3中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 8:
  •   //捕获/比较4中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 10:
  •   //捕获/比较5中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 12:
  •   //捕获/比较6中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • case 14:
  •   //TBIFG定时器溢出中断
  •   //以下填充用户代码
  • break;
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 定时器B中断函数
  • 中断源:CC0
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=TIMERB0_VECTOR
  • __interrupt void TimerB0()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 不可屏蔽中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=NMI_VECTOR
  • __interrupt void Nmi()
  • {
  • //以下为参考处理程序,不使用的中断源应当删除
  • if((IFG1&OFIFG)==OFIFG)
  • {
  • //振荡器失效
  • IFG1 &= ~OFIFG;
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else if((IFG1&NMIIFG)==NMIIFG)
  • {
  • //RST/NMI不可屏蔽中断
  • IFG1 &= ~NMIIFG;
  • //以下填充用户代码
  • }
  • else //if((FCTL3&ACCVIFG)==ACCVIFG)
  • {
  • //存储器非法访问
  • FCTL3 &= ~ACCVIFG;
  • //以下填充用户代码
  • }
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }
  • /*****************************************************************************
  • 基本定时器中断函数
  • ******************************************************************************/
  • #pragma vector=BASICTIMER_VECTOR
  • __interrupt void BasTimer()
  • {
  • //以下填充用户代码
  • LPM3_EXIT; //退出中断后退出低功耗模式。若退出中断后要保留低功耗模式,将本句屏蔽
  • }


作者:haozi_1989
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