MSP430单片机的开发及应用
发送： 初始化确定P口 将时钟选定为晶振写控制寄存器，选 为外设功能 时钟8M 定为异步模式 选定为线路空闲多机协 写波特率寄存器确定分频写发送控制寄议，字符长度为8位，停 因子，写调整控制寄存器存器,选时钟止位为1位，无校验 以达到精确波特率 源为晶振
发送任意的字符到发送缓存,进入中断,写要发送的字符的结束 开中断和 模块允许,唤醒发ASCII码,循环发送字符,在超级 送,引起发送中断 终端设置匹配接收到字符
调试程序见附USART.S43,调试结果为: (时钟为8M的条件下)
Ubr11 Ubr01 Umctl1 实际分频
(十进制)
1 003H 043H 000H 835
发送波特率
接收波特率
偏差
发送ASCII
接收字符
9580.838 9600 0.2% 31H ‘1’ 0.01% 32H ‘2’ 0.01% 33H ‘3’
2 00DH 005H 005H 3333.33 2399.94 2400 3 001H 0A1H 003H 416.67 19199.48 19200
其中,发送波特率=(8M/实际分频),偏差=(发送波特率)/(接收波特率)
调试结果可以看出发送的正确性,也可以看出用430可以达到的波特率的任意性,很灵活实用.但调试中的注意为:
1. 发送的字符最好为熟悉是字符,否则可能认为不正确而实际是正确的,开始我们发送的是FFH字符,收到的是一个符号,我们还以为发错了,而当改为31H时,收到1才知道发送正确. 2. 在超级终端需要将流量控制改为“无”.
接收流图和发送流图差不多,只是将接收控制字改动即可,在此不在重复,接收程序见附USAR.S43,接收结果与设想的完全吻合.但要注意以下几点:
1. 只有当波特率合适时才可能发生中断请求.
2. 由于接收控制寄存器中没有时钟源的选定,因此需要在发送控制寄存器中确定时钟源.
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第五节 电源管理模块及晶振模块
原理:电源是MSP430的很重要的部分,因为它要实现低工耗,就需要低的工作电压,为1.8v到3.3v,我们一般选定为3v,而一般的直流电压为7.8v,电路图中的网络标号为VIN表示输入电压7.8v,二极管Dv2为一个稳压二极管.当7,8v的电压输入后,需要转换7.8v到3v的电源管理,在我们的设计中,用了一个L4940V5(电路图中为vt1)的片子实现7.8v到5v的转换,再用了一个和MSP430配套的电源管理芯片AT3221(电路图中为vt3.3)实现从5v到3v的转换,供单片机工作的电压.由于考虑到单片机工作时的突然断电和单片机向传感器和其他外围模块提供12v或24v的电压,因此需要一个蓄电池和升压电路,当突然断电和停电后,蓄电池放电供单片机工作,在设计中,我们通过一个5v的电磁继电器实现对蓄电池的充放电.原理为:当上电时,P1.2口输出高电平,三极管Qv5导通,继电器的6脚为低电平,此时继电器的5脚为高电平,继电器的3、4脚导通，电池充电，(继电器的1和2脚为常开),当断电后,继电器的5脚变低,继电器的1和2脚通,电池通过1和2脚放电,提供给7.8v电源,此时Dv2不导通,不会出现电的泄露,这样就避免了断电的情况.升压原理为:单片机提供mclk的晶振频率,推动三极管Qv3和Qv4导通和断开,提供给电感L1一个高频高电流(Qv3和Qv4的两级放大),电感通过电磁转换实现电压的升高,再通过DV6的稳压,使插件powout(CON2) 提供12v或24v的电压.
测试结果为: L4940V5输入:7.8v,输出:5v
AT3221 输入:5v, 输出:3v 继电器 有电时充电:3、4导通
没电时放电:1、2导通
另外，考虑到有时需要直接从变压器提供电源，因此，电路设计中增加了一个整流模块，即通过powin（CON4）输入从外部变压器输出的电压，经过整流桥dd1整流提供7.8v的输入电压,还通过整流桥dd2整流后经过vt2的24v的片子向外部模块提供24v或12v的电压,经测试基本满足条件.
外部晶振是单片机实现高速的条件,在MSP430的单片机中,有两个外部晶振可用,其中LFXT1可以接低频晶振也可接高频晶振,而XT2只能接高频晶振,因此,我们将LFXT1接32767HZ的晶振,XT2接8M的晶振,由于单片机内部已有电容,因此在外部不需要再接电容,只需要接上晶振
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就可以起振.测试时,我们将MCLK和SMCLK都定义为XT2晶振作为时钟源,测试结果为输出了8M的频率,在其他程序中,只需要将主时钟源选定为外部晶振XT2,程序的时钟就变为了8M,测试程序为: (其他程序中只需要写入下面程序就开始用外部晶振) ………….
BIS.B #030H,&P5DIR /*将mclk和smclk定义为输出*/ BIS.B #030H,&P5SEL /*选定引脚为外部mclk和smclk输出*/ BIC #OSCOFF,SR /*启动晶振*/ PUSH #050H
LOOP DEC 0(SP) /*将时钟由DCO到XT2的同步延时*/
JNZ LOOP
MOV.B #088H,&BCSCTL2 /*选定系统主时钟为XT2的8M晶振*/ ………….
第六节PWM波形滤波
在第三章中,我们以将原理和程序流图表述的很明白,在此不再重复,在测试中,我们测试了三角波的产生情况,其中的时钟用8M晶振,计数翻转的数据表为:
RSEG UDATA0
DW 450,50,400,100,350,150,300,200,250,250,200,300,150,350,100,400,50,450 DW 150,350,100,400,150,350,200,300,250,250,300,200,350,150,400,100,450,50 一共36个数,36个点一个周期,占空比为:从9:1到1:1再到 1:9再到1:1
上升部分 下降部分 9:11:11:91:1
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测试后滤波电路中电阻和电容及输出为:
时钟
滤波电阻
滤波电容
波形幅度
频率 800HZ 800HZ 800HZ 800HZ 800HZ
1 8M 247K 4.55NF 1v,平滑 2
8M
220K 4.55NF
1.3v,有少量毛刺
3 8M 200K 4.55NF 1.4v,毛刺较明显 4
DCO
247K 4.55NF 220K
4.55NF
1v,毛刺明显 1.3v,毛刺明显
5 DCO
实验波形示意图为(以第一组数据产生波形为准,其中有毛刺,表明充放电过程): 1v 从实验结果看出,如果滤波做的更好,可以产生很漂亮的波形.而且频率可以达到800Hz左右,用途已很大.
另外,在测试中,我们还实验了单片机的超低功耗的性能,我们用太阳能电源给单片机供电,单片机仍然能很顺利的工作,而且在下午5:30都还可以,实现了超低功耗.为了测试电路中对强压控制和抗干扰性,我们利用可控硅的部分进行了实验,将JK1的3、4端口串强压线包和铁钻，用P1口的4口提供一开一断的电压，控制可控硅的关闭，实现了线包的一吸一放，起到了很好的控制强压的作用，当再串上铁钻时，控制了铁钻的开闭，即使将活动的铁钻放到片子周围制造干扰，单片机仍然照常工作，实验了单片机的高抗干扰性。
参考资料:
1.《MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机》 胡大可编 ——北京航空航天大学出版社
2．《单片机外围器件使用手册存储器分册》 窦振中编 ——北京航空航天大学出版社
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附程序：
1.USART.s43
#include \
RSEG UDATA0 /*定义数据段*/ DS 0
RSEG CSTACK /*定义堆栈段*/ DS 0
RSEG CODE /*定义代码段1*/ DS 0
RESET MOV #SFE(CSTACK),SP /*初始化堆栈指针*/
MOV #(WDTHOLD+WDTPW),&WDTCTL /*停止看门狗定时器*/ BIS.B #030H,&P5DIR /*初始化端口和选择时钟源为8M*/ BIS.B #030H,&P5SEL BIC #OSCOFF,SR PUSH #050H
LOOP DEC 0(SP) /*延时实现时钟转换同步*/
JNZ LOOP BIC.B #OFIFG,&IFG1
MOV.B #088H,&BCSCTL2 MOV.B #040H,&P3DIR MOV.B #0FFH,&P3SEL
EINT /*开中断*/
URT MOV.B #UTXE1,&ME2 /*USART0发送模块允许*/
MOV #GIE,SR /*中断允许*/
MOV.B #010H,&UCTL1 /*控制寄存器的写入*/ MOV.B #02EH,&UTCTL1 /*发送控制位的写入*/ MOV.B #043H,&UBR01 /*写分频因子*/ MOV.B #003H,&UBR11
MOV.B #000H,&UMCTL1 /*调整分频因子*/
MOV.B # UTXIE1,&IE2 /*USART0发送中断允许*/ MOV.B #032H,&U1TXBUF /*写入的发送数据*/ JMP URT /*接受中断允许* / FASONG MOV.B #032H,&U1TXBUF /*写入的发送数据*/
JMP FASONG /*连续发字符*/ RETI /*中断返回*/ COMMON INTVEC
ORG UART1TX_VECTOR /* 中断向量*/ DW FASONG
ORG RESET_VECTOR DW RESET END
2．Usar.s43程序（接受程序）
#include \ RSEG UDATA0 DS 0
RSEG CSTACK DS 0
RSEG CODE DS 0
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电子教材-MSP430单片机电子教程
