MSP430单片机GPIO编程入门教程

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MSP430单片机GPIO编程入门教程 [复制链接]

    在本教程中，我们将一起学习MSP430单片机GPIO的编程方法。本文也适用于Launchpad开发板上使用的MSP430x2xx器件，如MSP430G2553、MSP430G2231等。MSP430单片机上的大多数引脚被分组为最多8个端口， P1到P8。每个端口都是8位宽，并有8个相关的I / O引脚。这些引脚直接映射到相应的端口寄存器，因此可以独立操作I / O引脚。只有端口P1和P2中的引脚支持中断。 此外，每个I / O引脚还具有可配置的上拉和下拉电阻。 每个端口都有一组相关的寄存器，用来操作各个引脚。 位映射和端口分组如下所示：

注意：在编程指南/数据手册中使用的引脚的命令约定是'Px.y'，其中'x'对应的是端口号（1到8），'y'对应的是引脚号（0到7） X'。例如：P1.1是指端口1的第1引脚，P2.4是指端口2的第4引脚。您将看到与在MSP430 Launchpad开发板上标记引脚相同的约定。

 

当前版本的MSP430G2 Launchpad使用的是MSP430G2553和MSP430G2452。旧版本（Rev1.4）使用的是MSP430G2231和MSP430G2211。但是，除非另有说明，对于所有支持的器件，编程方法都是一样的。

 

MSP430单片机的GPIO寄存器

GPIO模块有许多寄存器。我们只会介绍本教程涉及的一些数字I / O寄存器。我将在其他的教程中介绍与中断相关的寄存器（即PxIFG，PxIES，PxIE）。

1. PxDIR：GPIO方向控制寄存器。将此寄存器中的任何位设置为0将会将相应的引脚[0至7]配置为输入，而将其设置为1将配置为输出。

2. PxIN（只读）：用于读取配置为输入的数字I / O引脚的值。 0 =输入为低电平，1 =输入为高电平。

3. PxOUT：当上拉/下拉电阻被禁用时，用于直接将值写入引脚。 0 =输出为低电平，1 =输出为高电平。上拉/下拉电阻使能时：0 =引脚拉低，1 =引脚拉高。

4. RxREN：对于配置为输入的引脚，PxREN用于为给定引脚启用上拉/下拉电阻，PxOUT与PxREN一起用于选择上拉或下拉电阻。将位设置为1将启用相应引脚的上拉/下拉电阻，同时将其设置为0将禁用相同的引脚。

5. PxSEL＆PxSEL2：由于大多数端口引脚多达4种不同的功能，我们需要一种机制来选择这些功能。这是使用PxSEL和PxSEL2寄存器来实现的。特定引脚的这些寄存器的位组合将选择特定的引脚功能。位组合如下所示：

另请注意，PxSEL / PxSEL2寄存器不会根据模块功能的要求更改引脚方向。确保使用PxDIR寄存器按照复用功能的要求设置正确的引脚方向。

 

使用C / C ++的MSP430的GPIO编程和示例代码

 

msp430.h是所有MSP430器件的通用头文件。该头文件识别您的器件，并相应地包含器件具体的头文件。每个器件具体的头文件还包括从BIT0到BITF的位定义。其中BITn等于（1 << n），即第n个位的位置是1，其余位是0。

 

现在让我们看看我们如何给寄存器赋值。我们可以使用十六进制符号和十进制表示法来赋值。如果您的编译器支持其他符号，如二进制符号，也可以使用。比方说，我们要设置Port 1的PIN 6作为输出。它可以通过以下方式完成：

1. 方式1. P1DIR =（1 << 6）; //（二进制左移 - 直接赋值：其他引脚设置为0）
2. 方式2. P1DIR | = 0x20; //或0x20; （十六进制 - 或分配：其他引脚不受影响）
3. 方式3.P1DIR | =（1 << 6）; //（二进制左移 - 或分配：其他引脚不受影响）
4. 方式4. P1DIR | = BIT6; //同上，使用标准BIT定义

复制代码

 

●     在许多情况下，必须避免使用方式1，因为我们直接为寄存器赋值。因此，当我们将P1.6'1'设置为'1'时，其他的被强制分配一个'0'，这个'0'可以通过或操作来避免，然后赋值。

●     如果需要批量更改某些位，则可以使用方式2

●     方式3和方式4可以在需要改变某些或者一个位时使用。

 

这里首先要注意的是，十六进制表示法中前面的零可以被忽略，因为它们没有任何意义，因为我们在这里使用了无符号值（仅为正值），它们被分配给寄存器。 例如。0x4和0x04表示的意思一样。

请注意，位7是最左边的MSB，位0是最右边的LSB，它代表Big Endian格式。 因此，位0是右边的第一位，位1是右边的第二位，依此类推。 BIT和PIN码是基于零的索引值。

 

使用C / C++的基本示例代码

示例 1）

假设我们希望将端口1的引脚0（即P1.0）配置为输出并希望将其驱动为高电平。可以使用下面的方法：

1. P1DIR | = BIT0; //与（1 << 0）和0x1相同，将P0.1配置为输出
2. P1OUT | = BIT0; // P1.0输出高电平

复制代码

 

示例 2）

将引脚P1.4配置为输出，并单独设置为低电平而不影响其他位，可以通过以下方式：

1. P1DIR | = BIT4; //将P1.4配置为输出
2. P1OUT＆=〜BIT4; //只有P1.4变低

复制代码

 

示例3）

将P1.4和P1.6配置为输出并将它们设置为高电平：

1. P1DIR | = BIT4 | BIT6; //将P1.4和P1.6配置为输出
2. P1OUT | = BIT4 | BIT6; //驱动P1.4和P1.6的HIGHT

复制代码

 

示例 4）

配置端口1的所有引脚（P1.0至P1.7）为输出并将其设置为高电平：

1. P1DIR = 0xFF; //将P1的所有引脚配置为输出
2. P1OUT = 0xFF; //将所有引脚驱动为高电平

复制代码

 

示例 5）

在此示例代码中，我们将配置引脚P1.3作为内部上拉的输入：

1. P1DIR＆=〜BIT3; //配置P1.3作为输入（复位后也总是输入）
2. P1REN = BIT3; //为P1.3启用上拉/下拉
3. P1OUT = BIT3; //为P1.3选择上拉电阻

复制代码

 

示例 6）

我们可以检查上面配置的输入引脚P1.3的当前状态，如下所示：

1. if(P1IN & BIT3)
2. {
3.         //P1.3为高电平
4. }
5. else
6. {
7.         //P1.3为低电平
8. }

复制代码

 

示例 7）

假设我们已经配置P1.4作为输入，并且启用上拉电阻，我们要连续扫描P1.4，直到出现一个低电平的引脚。这可以实现如下：

1. P1DIR &= ~BIT4; //Configure P1.4 as Input
2. P1REN = BIT4; //Enable Pullup/down for P1.4
3. P1OUT = BIT4; //Select Pullup resistor for P1.4
4.  
5. if(..) 
6. {
7.         while( !(P1IN & BIT4) ); //等待，直到P1.4为低电平
8.         /*do something after loop terminates*/
9. }

复制代码