MSP430学习小结2-程序主体结构安排及低功耗

qinkaiabc · 发表于2013-11-29 18:46

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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
//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