MSP430F6638单片机复习笔记

作者：BerenCamlost

适应于南理工王宏波老师的《MSP430单片机》课

紧急更新！！！已完结 。求关注、收藏、点赞、评论

更新啦！还是到第七章，小更新，对部分错误做出修改，还有增加了部分重要知识点。

参考：

1. MSP430数据手册
2. 王宏波老师的PPT
3. 王宏波老师的实验教程
4. 作者之前写的MSP430笔记:MSP430单片机应用技术

第一章 绪论

1.1 单片机基础

1. 全称：单片微型计算机（Single Chip MicroComputer）
2. 它是把MPU、存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统、时钟电路、A/D-D/A等集成在一个芯片上构成的微型计算机系统。
3. 单片机又称：单片微控制器、嵌入式微控制器

1.2 MSP430F663x片内资源

• MSP430F663x 系列配置有一个高性能12 位ADC、比较器、两个USCI、USB2.0、硬件乘法器、DMA、四个16 位定时器、带有报警功能的RTC、LCD 驱动器和多达74 个I/O 。

1.3 进制转换

• 【注意】小数的进制转换

1.4 原码、反码、补码的书写

• 【注意】一般是8位补码，有时也有16位补码

1.5 位操作

P1OUT|=BIT1;					//P1.1置1
P1OUT|=BIT0+BIT2+BIT6+BIT7;		//P1.0、 P1.2、 P1.6、 P1.7置1
P1OUT&=~BIT7;				 	//P1.7清0
P1OUT&=~(BIT1+BIT3); 			//P1.3、 P1.1清0
P1OUT^=BIT0;					//P1.0取反
P1OUT^= BIT0+BIT2+BIT4+BIT6;		//P1.0、 P1.2、 P1.4、 P1.6取反

• MSP430的C编译器不支持位寻址，所以运算中尽量减少位操作。

第2章 硬件结构

2.1 MSP430 CPU 与 MSP430X CPU

1. MSP430 CPU是指MSP430F1xx系列采用的16 位CPU，数据总线宽度16位，地址总线宽度16位，寄存器16位。寻址空间2¹⁶=64KB。
2. MSP430X CPU（简称CPUX）是指MSP430F2xx/4xx/5xx/6xx系列采用的CPU，数据总线宽度16位，地址总线宽度20位，寄存器20位。寻址空间2²⁰=1MB。CPUX的算术逻辑单元（ALU）也可以完成20位的计算。
3. CPUX向下兼容MSP430 CPU。

2.2 PC、SP、SR

1. PC：
   取完指令后CPU根据该指令的字节数自动增量PC，因此20位的PC（R0）的值总是指向下一条要执行的指令。PC总是指向偶地址（bit0=0）。
2. SP：
   1. 20位的堆栈指针，始终指向偶地址
   2. 【作用】：保护现场和恢复现场。
   3. 先进后出
   4. 堆栈分两种：
      （1）向上增长，栈底占用较低地址，栈顶占用较高地址：8051
      （2）向下增长，栈底占用较高地址，栈顶占用较低地址：MSP430、AVR
      （3）ARM支持两种增长方式的堆栈。
3. SR：
   • 用作源或目标寄存器的16位状态寄存器（SR，也称为R2）只能用于通过字指令寻址的寄存器模式。 寻址模式的其余组合用于支持常数发生器。
   • SCG1：系统时钟发生器1该位可用于根据器件系列启用或禁用时钟系统中的功能; 例如，DCO偏置启用或禁用。
   • SCG0：系统时钟发生器0该位可用于根据器件系列启用或禁用时钟系统中的功能; 例如，FLL（频率锁定环）启用或禁用。
   • OSCOFF：关闭振荡器。 该位置1时，当LFXT1 CLK不用于MCLK或SMCLK时，它会关闭LFXT1晶体振荡器。
   • CPUOFF：CPU关闭。 该位置1时，将关闭CPU。
   • CPUOFF，OSCOFF，SCGO和SCG1位请求系统进入低功耗模式。

• 【例如】：关闭和打开锁频环（FLL）

	__bis_SR_register(SCG0); // Disable the FLL control loop
	UCSCTL0 = 0x0000; // Set lowest possible DCOx, MODx
	UCSCTL1 = DCORSEL_3; // Set RSELx for DCO = 4.9 MHz
	UCSCTL2 = FLLD_1 + 74; // Set DCO Multiplier for 2.45MHz
	// (FLL_N + 1) * FLLRef = FdcoCLKDIV
	// (74 + 1) * 32768 = 2.45MHz
	// Set FLL Div = fDCOCLK/2
	__bic_SR_register(SCG0); // Enable the FLL control loop
	
	//其中__bis_SR_register()函数是将SR寄存器中的相应位置1
	//__bic_SR_register()函数是将SR寄存器中的相应位置0

2.3 三种系统复位

掉电复位BOR

上电复位POR

上电清除PUC

2.4 复位状态

• 在BOR之后，初始设备条件是：

1. RST / NMI引脚配置为复位模式。
2. I / O引脚切换到输入模式。
3. 状态寄存器（SR）复位。
4. 看门狗定时器在看门狗模式下上电。

第3章 中断、时钟与低功耗

3.1 中断

3.1.1 各种中断向量

中断名称（不规范）	宏定义
port1口中断	PORT1_VECTOR
port2口中断	PORT2_VECTOR
振荡器失效中断	0xFFFA
WDT间隔定时器模式中断	WDT_VECTOR
WDT看门狗模式中断	0xFFFE
TAxCCR0中断中断	TIMER0_A0_VECTOR
TAIFG中断	TIMER0_A1_VECTOR
ADC12中断	ADC12_VECTOR
串口中断	USCI_A1_VECTOR

• 【注意】排序顺序为实验顺序，不代表优先级大小
• 中断向量的计算
  

3.1.2 中断优先级

• 不同中断源发出的中断请求重要程度不同，每个中断源对应一个优先级，称为中断优先级。
• 【作用】：多个中断同时发生时，决定哪个中断被响应。
• 【注意】：
  1. 中断优先级只有在多个中断同时到来时才起作用，在中断嵌套中是不考虑的
  2. 中断优先级固定不变，取决于模块在中断向量表中的排序

3.1.3 中断嵌套

1. CPU响应某一中断时，在开总中断的前提下若有其他中断发生，CPU将中断当前ISR，执行新的ISR。
2. MSP430默认关闭中断嵌套，即进入中断服务函数后，默认关闭总中断。如果想要开启中断嵌套需要用户使用软件开启总中断。
3. 开启和关闭总中断例程中最常用的方式是

__bis_SR_register(GIE); // 开启总中断
__bic_SR_register(GIE); // 关闭总中断

//其中__bis_SR_register()函数是将SR寄存器中的相应位置1
//__bic_SR_register()函数是将SR寄存器中的相应位置0

3.1.4 中断服务函数

• 如果是多元中断，可能会在终端服务函数中查看是那种中断置位，即用if或switch语句判断中断标志位是否为1.例如：

// Timer_A1 Interrupt Vector (TAIV) handler
#pragma vector=TIMER0_A1_VECTOR
	__interrupt void TIMER0_A1_ISR(void)
	{
		switch(__even_in_range(TA0IV,14))// __even_in_range()本征函数，用于多源中断的查询。
		{
			case 0: break; // No interrupt
			case 2: break; // CCR1 not used
			case 4: break; // CCR2 not used
			case 6: break; // reserved
			case 8: break; // reserved
			case 10: break; // reserved
			case 12: break; // reserved
			case 14: P4OUT ^= BIT1; // TAIFG
			break;
			default: break;
		}
	}

3.2 UCS时钟系统

3.2.1 五种时钟源和三种时钟信号

name	function
XT1 CLK	外部低频，一般接32768Hz
VLOCLK	内部，10K振荡器
REFOCLK	内部，32768Hz
DCOCLK	内部，数控振荡器，借助参考时钟
XT2 CLK	外部高频，4~32MHZ

• 【注】DCOCLKDIV时钟为DCOCLK分频得到

name	function	默认	默认频率	输出方法
ACLK	用于低速外设，可由P1.0输出	XT1CLK	32768Hz	P1.0
MCLK	用于CPU和系统	DCOCLKDIV	1048576Hz	使用__delay_cycles();和LED查看
SMCLK	用于高速外设，可由P3.4输出	DCOCLKDIV	1048576Hz	P3.4

3.2.2 FLL——锁频环

• 计算公式：fDCOCLK ÷[D × (N + 1) ] = fFLLREFCLK ÷ n
• 【注释】：
  • D：FLLD，默认为2
  • N：FLLN，默认为31
  • n：FLLREFDIV， 默认为1
  • fFLLREFCLK ：FLL的参考时钟，默认为XT1CLK（32768Hz）
• 所以fDCOCLK 默认为2097152Hz，fDCOCLKDIV默认为1048576Hz

3.2.3 UCS复位之后

• 由于复位的时候XT1CLK未稳定，所以ACLK和FLL的参考时钟会自动变为REFOCLK（注意这里是REFOCLK，和后边WDT看门狗模式下的时钟故障保护功能，自动变成VLOCLK相区别）
• 根据实验情况，如果在配置ACLK和FLL之前，XT1CLK未稳定，那么时钟频率会相对变低

//稳定XT1CLK和XT2CLK的程序
//1. 解锁XT1的引脚，这是f66xx设备独有的
while(BAKCTL & LOCKBAK)// Unlock XT1 pins
{
	BAKCTL &= ~(LOCKBAK); 
}
//2. 设置XT2的引脚
P7SEL |= BIT2 + BIT3; // Port select XT2

//3. 开启XT1, XT2
UCSCTL6 &= ~(XT1OFF + XT2OFF); // Set XT1, XT2 On

//4. 稳定XT1CLK、XT2CLK、DCOCLK
do
{
	UCSCTL7 &= ~(XT2OFFG + XT1LFOFFG + DCOFFG); // Clear XT2,XT1,DCO fault flags
	SFRIFG1 &= ~OFIFG; // Clear fault flags
}while (SFRIFG1&OFIFG); // Test oscillator fault flag

//5. ACLK选择XT1CLK、SMCLK选择XT2CLK
UCSCTL4 |= SELA__XT1CLK + SELS__XT2CLK; // Select SMCLK, ACLK source

3.2.4 设置DCOCLK输出的频率范围

1. 使用UCSCTL1寄存器中的DCORSEL位来设置范围
2. 不用看UCSCTL0寄存器中的DCO和MOD位，单片机会自动设置
3. 尽可能让输出的频率在DCORSEL控制的范围的中间位置

3.2.5 UCS模块失效安全操作

1. 任何一种失效都会导致OFIFG（振荡器失效中断、非屏蔽）
2. 受到OFIE使能位控制
3. 振荡器关闭、打开但未正常工作时，对应振荡器失效位XT1 LFOFFG，XT1 HFOFFG， XT2OFFG置位；
4. 振荡器失效位一旦置位必须用户软件清除；
5. 若用户软件清除振荡器失效位后失效条件依然存在，振荡器失效位会自动置位。
6. 振荡器失效事件不受GIE控制。

3.3 低功耗

模式	作用
Active	都可用FLL开
LPM0	ACLK、SMCLK可用 FLL开
LPM3	仅ACLK可用（我发现这个和LPM2差不多）
LPM4	都不可用（软件关机）

• 最常用的开启低功耗的方式

__bis_SR_register(LPM3_bits);//开启低功耗模式3
__bic_SR_register(LPM3_bits);//关闭低功耗模式3
//也可以这样：
LPM3；//开启
LPM3_EXIT；//关闭

第四章 数字I/O模块

4.1 数字I/O模块寄存器设置

寄存器	名称	0	1	复位值
PxIN	输入寄存器	输入低	输入高	不确定
PxOUT	输出寄存器	输出低	输出高	不确定
	决定上下拉输入	下拉	上拉	不确定
PxDIR	方向寄存器	输入（默认）	输出	0
PxREN	上下拉寄存器	不使能	使能	0
PxSEL	引脚功能选择	I/O功能	片内外设	0

• 关于PxDIR，PxREN和PxOUT在正确I / O配置中的用法

PxDIR	PxREN	PxOUT	I / O配置
0	0	x	输入，无上下拉
0	1	0	下拉输入
0	1	1	上拉输入
1	x	0/1	输出0/1

• 对于P1，P2引脚而言，具有中断能力，利用PxIFG, PxIE,和PxIES 寄存器进行配置。

寄存器	名称	0	1	复位
PxIFG	中断标志位	无中断	有中断在等待	0
PxIE	中断使能位	不使能	使能	0
PxIES	中断边沿选择	上升沿	下降沿	不确定

4.2 按键

4.2.1 关于上下拉

1. 对于按键必须要有上下拉，因为要有默认的输入值，不能让输入值处于浮空状态
2. 可以选择内部的上下拉和外部的上下拉
3. MSP430F6638具有内部上下拉，所以不一定必须使用外部上下拉

4.2.2 按键消抖

1. 软件消抖：在首次检测到按键按下后，先执行一段延时子程序，然后再次确认按键是否按下，达到消抖目的。
2. 硬件消抖：常用双稳态电路、单稳态电路和RC积分电路等方法。

4.3 额外的东西

对于在中断服务函数中手动清零中断标志位IFG，其实有一种更方便的方法老师没讲——PxIV，这个东西会在后边讲Timer_A中看到类似的寄存器——TAxIV

1. 读/写这个寄存器都会使得正在等待处理的最高中断标志位清零
2. 如果有多个中断同时到来，那么处理完最高中断后会从新开启一个中断。

第5章 看门狗WDT_A

5.1 看门狗概述

5.1.1 看门狗的作用

看门狗（Watchdog Timer-WDT）分硬件看门狗和软件看门狗，用于程序跑飞时的系统复位。

5.1.2 程序跑飞

程序跑飞不是一种硬件故障，但它会引起死机。

5.1.3 看门狗是什么

简单的说是一个定时器，从程序开始运行的时候就开始计数，当计数满的时候就会使程序复位。所以要在计满之前让看门狗定时器的数值清零，俗称喂狗。如果在计满之前看门狗没有收到喂狗信号，则认为程序已经跑飞。

5.1.4 看门狗的两种功能

1. 分别是看门狗模式和间隔定时器模式
2. 这两种模式使用不同的中断向量，但是都是单源中断（所以中断标志位WDTIFG可以自动清零）
   • 看门狗模式的中断是系统中断
   • 间隔定时器的中断是可屏蔽中断
   • 看门狗和间隔定时器使用相同的中断标志位：WDTIFG
   • 这两种模式不能同时使用
3. 看门狗模式具有时钟故障保护功能，但是间隔定时器模式没有

5.2 看门狗的默认复位时间

WDTIS默认为4h，其时钟信号默认为SMCLK，而SMCLK的时钟源默认为DCOCLKDIV，DCOCLKDIV的频率默认为1048576Hz，所以时间间隔默认为
$$\frac{1}{1048576Hz÷2^{15}}=\frac{1}{32}s=32ms$$

5.3 时钟故障保护

1. 为保证WDT在看门狗模式下能工作，如果SMCLK或ACLK作为WDT_A时钟源发生故障，WDT将自己的时钟自动调整为VLOCLK（注意这里是VLOCLK，而不是REFOCLK ）
2. WDT_A提供故障安全时钟功能，确保在看门狗模式下不能禁止WDT_A的时钟。 这意味着LPM可能会受到WDT_A时钟选择的影响。
3. 当WDT_A模块用于间隔定时器模式时，WDT A中没有用于时钟源的故障安全功能。

5.4 低功耗模式下的操作

用程序的要求和使用的时钟类型决定了WDT_A的配置方式。 例如，如果用户想要使用LPM3，则WDT_A不应配置为看门狗模式，其时钟源最初来自DCO，XT1为高频模式，XT2为SMCLK或ACLK。 在这种情况下，SMCLK或ACLK将保持启用状态，从而增加LPM3的当前消耗。

5.5 关闭看门狗的方法

//1. 正确的方法
WDTCTL = (WDTPW + WDTHOLD);
WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;

//2. 错误的方法
WDTCTL |= (WDTPW + WDTHOLD);//错误

第6章 定时器Timer_A

6.1 各种寄存器（x代表数字，比如我们用的TA1，那么x=1）

6.1.1 TAxR——16位计数器

1. 16位定时器/计数器寄存器TAxR随时钟信号的每个上升沿递增或递减（取决于工作模式）。 可以使用软件读取或写入TAxR。 另外，定时器在溢出时可以产生中断。
2. 可以通过将TAxCTL寄存器中的TACLR位置1来清零TAxR。 将该位置1会复位TAxR，定时器时钟分频器逻辑和计数方向。 TACLR位自动复位，始终读为0。

6.1.2 TAxCTL——时钟控制

1. TASSEL——选择时钟
2. MC——设置计数模式

MC	Mode	中文	Description
00	Stop	停止计数	定时器停止
01	Up	增计数	定时器重复从零计数到TAxCCR0的值
10	Continuous	连续计数	定时器重复从零到0FFFFh。
11	Up/down	增减计数	定时器重复从零开始计数到TAxCCR0的值并返回到零。

3. TACLR——清空TAxR
4. TAIE——中断使能

6.1.3 TAxCCTLn——Timer_Ax捕捉/比较控制寄存器n

捕获比较模块一共7个，n=（0~6）

1. CAP——设置捕获模式/比较模式
2. OUTMOD——设置输出方式（共8种）
   • 第一种是电平输出，可以指定输入的电平（OUT位）
   • 模式 2, 3, 6, and 7 对于 TAxCCR0 是没有用的因为 EQUx = EQU0.
3. CCIE——中断使能
   【注意】：这个是捕获比较的中断使能，和上面的Timer_A的中断不同。

6.1.4 TAxCCRn——捕捉/比较寄存器n

放数的

6.1.5 TAxIV——中断寄存器

1. 用于查询是哪个中断到来
2. 其中包含的中断事件不包括TAxCCR0中断

6.2 中断

6.2.1TAxCCR0中断

1. TAxCCR0 CCIFG具有最高的Timer_A中断优先级，并具有专用中断向量（TIMER0_A0_VECTOR）。 当TAxCCR0中断请求被服务时，TAxCCR0 CCIFG自动复位。
2. 这是一个单源中断

6.2.2 TAxIV中断

1. TAxCCRy CCIFG和TAIFG被优先化并组合以获得单个中断向量。（这表明其优先级可以被软件设置，这和所谓中断优先级是两个概念） 这话大错特错！！优先级不能设置，写错了！
2. TAxIV用于确定请求中断的标志。
3. 禁用Timer_A中断不会影响TAxIV值。
4. TAxIV寄存器的任何访问，读取或写入都会自动重置最高的待处理中断标志。 如果设置了另一个中断标志，则在服务初始中断后立即产生另一个中断。（如果你们做过实验会发现后边的串口通信也有这个性质）
5. 这是一个多源中断，但是不用手动清中断标志位

6.3 程序

6.3.1 TA0CCR0 中断

下面程序采用增计数模式，那么增加到TA0CCR0 就会产生TA0CCR0 中断，然后计数器自动清零，重新计数

• 【注意】：这是一个单源中断

#include
void main(void)
{
	WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
	P4DIR |= BIT1; // P4.1 output
	TA0CCTL0 = CCIE; // 开启TA0CCR0 的中断
	TA0CCR0 = 50000;
	TA0CTL = TASSEL__SMCLK + MC__UP + TACLR; // 时钟源选SMCLK，增计数模式，清零计数器
	_BIS_SR(LPM0_bits + GIE); // Enter LPM0, enable interrupts
	_NOP(); // For debugger
}
// Timer_A0 ISR
#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void TIMER0_A0_ISR(void) // 注意这个中断向量
{
	P4OUT
}

6.3.2 TAxIV中断

下面程序，由于是连续计数模式，计数器会从0到FFFF重复计数，但是又未设置TA0CCRn的值，所以只在0FFFFh的时候才产生TAIFG这个中断，这个中断的查询在TAxIV=14的位置

• 【注意】：这是多源中断

#include
void main(void)
{
	WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
	P4DIR |= BIT1; // P4.1 output
	TA0CTL = TASSEL__ACLK + MC__CONTINUOUS + TACLR + TAIE; // 时钟源为ACLK，连续计数模式，清空计数器，是能中断
	__bis_SR_register(LPM3_bits + GIE); 
	//【区分】：__bic_SR_register()这个函数是和上面的作用相反，
    //比如__bic_SR_register(LPM0_bits + GIE);是关闭低功耗并且关闭总中断
	_NOP(); 
}

#pragma vector=TIMER0_A1_VECTOR // 这个中断向量和上面的程序不一样
	__interrupt void TIMER0_A1_ISR(void)
	{
		switch(__even_in_range(TA0IV,14))// __even_in_range()本征函数，用于多源中断的查询。
		{
			case 0: break; // No interrupt
			case 2: break; // CCR1 not used
			case 4: break; // CCR2 not used
			case 6: break; // reserved
			case 8: break; // reserved
			case 10: break; // reserved
			case 12: break; // reserved
			case 14: P4OUT ^= BIT1; // TAIFG
			break;
			default: break;
		}
	}

第7章 模数转换器ADC12_A

7.1 概述

7.1.1 ADC12

1. 这是一个12位的模拟量转换为数字量的内部外设
2. 主要的过程为：
   1. 将模拟量通过某个单片机的引脚输入进去
   2. ADC读取该引脚的电压值，并根据参考电压的大小，将其转化为12位的数字量的值
   3. 将这个12位的数字值保存到一个12位寄存器中
   4. 在ADC12的中断服务函数中读取这个寄存器的值，从而进行相应的操作

7.1.2 分辨率

1. 用数字量的二进制位数来表示。如12位ADC的分辨率就是12位
2. 用1个LSB使输出变化的程度表示，如12位ADC的分辨率为满刻度的1/2¹²

7.1.3 量化间隔

1. 满量程输入电压/（2ⁿ-1)

• 其中n为ADC的位数，这里为12
• 满量程输入电压一般为正参考电压，即V_R+

7.1.4 量化误差

是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差，有两种计算方法：

1. 绝对误差=量化间隔/2
2. 相对误差=1/(2ⁿ+1)

• 这里的n还是12

7.1.5 关于参考电压的选取（REFMSTR的设置）

在REFCTL这个寄存器中有一个神奇的位叫做REFMSTR，可以通过它来设定由谁控制ADC12的参考电压。

1. 当REFMSTR=1时，ADC12允许通过REFCTL寄存器控制参考系统，ADC寄存器组（ADC12REFON，ADC12REF2_5，ADC12TCOFF和ADC12REFOUT）内的原先的控制位就失去了作用，但是 ADC12SR和ADC12REFBURST仍由ADC12_A控制，因为它们非常特定于ADC12_A模块。
2. 当REFMSTR=0时，ADC12的参考电压由它自己的寄存器组设置，就是上边提到的那些寄存器

7.1.6 转换的计算公式

$$N_{ADC}=4095\times \frac{V_{IN}-V_{R-}}{V_{R+}-V_{R-}}$$

• 其中4095的由来是$2^{12}-1=4095$
• 当输入电压大于正参考电压时，寄存器的值为0x0fff，当输入电压小于负参考电压时，寄存器的值为0x0000

7.2 ADC12的采样

7.2.1 SHI

1. 一次AD转换由采样输入信号SHI的上升沿触发
2. SHI的来源：

7.2.2 SAMPCON

1. 采样控制信号SAMPCON控制采样周期和转换开始，当SAMPCON 为高时采样激活， SAMPCON 的下降沿触发模数转换。
2. ADC12SHP 定义了2种采样时序（方法）：
   1. 扩展采样模式
      
      SAMPCON的长度由SHI的时间控制。即，采样输入信号SHI直接作为采样控制信号SAMPCON，决定采样的起始时刻、采样周期和转换时刻
   2. 脉冲采样模式
      脉冲采样模式下，采样输入信号SHI仅用于触发采样，采样周期由采样定时器（ADC12SHT0x和ADC12SHT1x设置）确定

7.3 各种寄存器

7.3.1 ADC12CTL0

1. ADC12SHT1x & ADC12SHT0x
   • 用于设定采样的周期，其中
   • ADC12SHT1x配置ADC12MEM8 ~ADC12MEM15寄存器的采样周期
   • ADC12SHT0x配置ADC12MEM0 ~ADC12MEM7寄存器的采样周期
2. ADC12REF2_5V
   内部参考电压的设置
3. ADC12REFON
   内部参考电压开启/关闭
4. ADC12ON
   ADC12的开启/关闭
5. ADC12ENC
   ADC12_A的转换使能，这个位在配置寄存器之前应该置0，配置结束后置1
6. ADC12SC
   ADC12的转换开始，这个位在转换结束后会自动复位，所以在应用程序中转换结束后应该将这一位软件置1

7.3.2 ADC12CTL1

1. ADC12CSTARTADDx
   转换地址选择，即ADC12MEMx的选择
2. ADC12SHSx
   SHI信号选择
3. ADC12SHP
   采样模式选择（扩展采样和脉冲采样）
4. ADC12SSELx
   ADC12CLK的选择
5. ADC12CONSEQx
   模式选择，一般选择单通道单次转换，即00

7.3.3 ADC12MEMx

转换出来的值存放在这里，一般在终端服务函数中查看这个寄存器。当转换结果写入选定的ADC12MEMx， ADC12IFGx中对应标志位置位；当这个寄存器的值被读取之后，IFG自动复位。

• 强调一下：转换结果写入ADC12MEMx时对应的ADC12IFGx置位，若对应的ADC12IEx 和GIE 置位，将会产生中断请求。

7.3.4 ADC12MCTLx

这里的x是由ADC12CTL1寄存器中的ADC12CSTARTADDx位确定的

1. ADC12SREFx参考电压选择
2. ADC12INCHx模拟量输入通道选择

7.3.5 ADC12IE

中断使能寄存器，使能哪一位也是由ADC12CTL1寄存器中的ADC12CSTARTADDx位确定的

7.3.6 ADC12IV

这个寄存器可以查看是哪个中断标志位置位，具体的代码是：

switch(__even_in_range(ADC12IV,34))// 注意这个内置函数，用于查看是哪个中断到来
{
	case 0: break; // Vector 0: No interrupt
	case 2: break; // Vector 2: ADC overflow
	case 4: break; // Vector 4: ADC timing overflow
	case 6: break;// Vector 6: ADC12IFG0
	case 8: break; // Vector 8: ADC12IFG1
	case 10: break; // Vector 10: ADC12IFG2
	case 12: break; // Vector 12: ADC12IFG3
	case 14: break; // Vector 14: ADC12IFG4
	case 16: break; // Vector 16: ADC12IFG5
	case 18: break; // Vector 18: ADC12IFG6
	case 20: break; // Vector 20: ADC12IFG7
	case 22: break; // Vector 22: ADC12IFG8
	case 24: break; // Vector 24: ADC12IFG9
	case 26: break; // Vector 26: ADC12IFG10
	case 28: break; // Vector 28: ADC12IFG11
	case 30: break; // Vector 30: ADC12IFG12
	case 32: break; // Vector 32: ADC12IFG13
	case 34: break; // Vector 34: ADC12IFG14
	default: break;
}

7.4 例程

注释都在例程里，仔细看哦~

#include 
void main(void)
{
	//1. 关闭看门狗
	WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD; 

	//2. 使用ADC12_A参考电压控制寄存器
	REFCTL0 &= ~REFMSTR; 
	
	//3.1 ADC12ENC置零来设置ADC12
	ADC12CTL0 &=~ ADC12ENC;
	
	ADC12CTL0 = ADC12SHT12 + ADC12ON + ADC12REFON + ADC12REF2_5V; 
	// 采样时间Tsample = 64个ADC12CLK，打开ADC12，开参考电压，参考电压VREF+=2.5V。
	//这里注意ADC12SHT12 和ADC12SHT02 的区别
	//ADC12SHT02 用于设置MEM0~MEN7的采样周期是64个ADC12CLK
	//ADC12SHT12 用于设置MEM8~MEN15的采样周期是64个ADC12CLK
	
	ADC12CTL1 = ADC12CSTARTADD_8 + ADC12SHP + ADC12SSEL_2 + ADC12CONSEQ_0;	
	// ADC12MEMO8作为转换存储寄存器，脉冲采样模式, ADC时钟MCLK，单通道单次转换（缺省）
	ADC12MCTL8 = ADC12SREF_1 + ADC12INCH_4; 
	// VR+ = VREF+, VR- = AVss，采样通道CH4
	ADC12IE = BIT8; // 使能ADC12MEM8的中断 
	ADC12CTL0 |= ADC12ENC; //ADC12ENC置1，开启转换
	
	P6SEL |= BIT4; // P6.4 作为ADC输入
	while (1)
	{
		ADC12CTL0 |= ADC12SC; // 不断置位ADC12SC来实现ADC12一直转换
		_BIS_SR(GIE); // 开总中断
		__no_operation(); // For debugger
	}
}
#pragma vector = ADC12_VECTOR
	__interrupt void ADC12_ISR(void)
	{
		switch(__even_in_range(ADC12IV,34))
		{
		// 这边分了很多种情况，来区分这个多源中断的不同中断源，
		// 可以通过设置case的顺序来实现配置中断的优先级
			case 0: break; // Vector 0: No interrupt
			case 2: break; // Vector 2: ADC overflow
			case 4: break; // Vector 4: ADC timing overflow
			case 6: break; // Vector 6: ADC12IFG0
			case 8: break; // Vector 8: ADC12IFG1
			case 10: break; // Vector 10: ADC12IFG2
			case 12: break; // Vector 12: ADC12IFG3
			case 14: break; // Vector 14: ADC12IFG4
			case 16: break; // Vector 16: ADC12IFG5
			case 18: break; // Vector 18: ADC12IFG6
			case 20: break; // Vector 20: ADC12IFG7
			case 22: // Vector 22: ADC12IFG8
			// 在这里配置要干啥
			break;
			case 24: break; // Vector 24: ADC12IFG9
			case 26: break; // Vector 26: ADC12IFG10
			case 28: break; // Vector 28: ADC12IFG11
			case 30: break; // Vector 30: ADC12IFG12
			case 32: break; // Vector 32: ADC12IFG13
			case 34: break; // Vector 34: ADC12IFG14
			default: break;
		}
	}

第八章 通用串行通信接口USCI

最后一章了！！！加油！！

8.1 串行通信概述

8.1.1 异步通信

发送设备、接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。

8.1.2 串行异步通信特点

1. 数据按帧传输，一个数据帧包含起始位、数据位、地址
   位、校验位和停止位。
2. 不要求收发双方时钟的严格一致
3. 依靠起始位、停止位保持帧内数据同步。
4. 每个字符都要附加2~3位用于起始位和停止位，各帧之
   间还有间隔，因此传输效率不高，适用于传输速度较低的
   场合。

8.2 UART——通用异步收发传输器

8.2.1 如何工作？

USCI_Ax 模块通过UCAxRXD、UCAxTXD两个引脚连接外部系统。 UCSYNC位清0时，USCI模块配置为UART模式。

8.2.2 波特率

1. 收发采用相同的波特率

2. 波特率指的是每秒钟传输二进制代码的位数
   

3. UART字符格式由起始位，7或8个数据位，偶数/奇数/无奇偶校验位，地址位（地址位模式）和一个或两个停止位组成。

8.3 USCl操作

8.3.1 初始化和复位

1. PUC或者置位UCSWRST后，USCI自动复位；PUC后，UCSWRST自动置位
2. UCTXIFG传输中断标志位置位，其他的标志位和中断使能都清零。
3. 仅可以在UCSWRST=1时配置USCI
4. UCSWRST=0时，启动USCI
5. 推荐的USCI配置过程如下：
   

8.3.2 奇偶效验位

1. 奇效验：要求数据位中的1的个数和奇效验位的1的个数之和为奇数。
2. 偶效验：要求数据位中的1的个数和偶效验位的1的个数之和为偶数。
3. 比如：0xAA的二进制为10101010，其中“1”的个数为4个，那么奇效验位的“1”的个数应为1个，则奇效验位是1；如果是偶效验，那个偶效验位应该是0

8.3.3 发送和接受中断

1. USCI收、发共用1个中断矢量。
2. UCTXIFG置位表明UCAxTXBUF为空，可向其写入待发送字符，若UCTXIE 和GIE也置位，将产生发送中断请求。写UCAxTXBUF自动清除UCTXIFG。
3. 每接收一个字符并将其装入UCAxRXBUF后，UCRXIFG置位，若UCRXIE和GIE也置位，将产生接收中断请求。读UCAxRXBUF自动清除UCRXIFG。
4. 建议在这两个中断中只是用一个，不然有可能出现问题。。。
5. 使用UCAxIV寄存器看是哪个中断到来

8.4 波特率的产生

产生波特率有两种模式，低频波特率产生模式和过采样波特率产生模式，通过设置UCOS16位进行选择。

8.4.1 关于波特率

1. 波特率指的是每秒钟传输二进制代码的位数
2. 波特率最大是有限制的。
3. 在每个波特率的周期中，采样三次，采用投票法选取。

8.4.1 低频模式（UCOS16=0）

1. 波特率最大不能超过BRCLK（USCI时钟）的1/3
2. 波特率发生器使用一个预分频器和一个二级调制器产生位时钟BITCLK ，实现小数分频。
3. 三次采样发生在N/2-1/2、N/2和N/2+1/2 BRCLK处，此处N为每个位时钟BITCLK周期内时钟源BRCLK周期的个数。

8.4.2 过采样模式（UCOS16=1）

1. 在此模式下，USCI的最大波特率是UART源时钟频率BRCLK的1/16。
2. 此模式下，波特率发生器使用一个预分频器和一个一级调制器产生位时钟BITCLKI6，该时钟比 BITCLK快16倍。
3. 当UCBRx设置为0或1时，第一个预分频器和调制器级被旁路，BRCLK等于BITCLKI6 - 在这种情况下，不能对BITCLKI6进行调制，因此忽略UCBRFx位。

8.4.4 波特率的设置

若N <16，设置UCOS16=0选择低频波特率产生模式。
若N ≥16，设置UCOS16=1选择过采样波特率产生模式。

1. 在低频模式下：
   • 预分频器设置: UCBRx=INT(N)
   • 二级调制器设置: UCBRSx=round[(N - INT(N)) X 8]，round[ ]表示就近取整

//时钟源32768Hz，波特率2400，低频模式
UCA1CTL1 |= UCSWRST; // Put state machine in reset
UCA1CTL1 |= UCSSEL_1; // CLK = ACLK = 32768Hz
UCA1BR0 = 0x0D; // （32768/2400=13.65）
UCA1BR1 = 0x00; //
UCA1MCTL |= UCBRS_5; // （0.65*8=5.2）
UCA1CTL1 &= ~UCSWRST; // Initialize USCI state machine

2. 过采样模式：
   • 预分频器设置: UCBRx=INT(N/16)
   • 一级调制器设置: UCBRFx=round([(N/16) - INT(N/16)] X 16)
   • 若需更高波特率精度，可同时使用二级调制器UCBRSx。

//时钟源1048576Hz，波特率9600，过采样模式
UCA1CTL1 |= UCSWRST; // **Put state machine in reset**
UCA1CTL1 |= UCSSEL_SMCK; // BRCLK = SMCLK
UCA1BR0 = 6; // 1048576/9600=109.23;109.23/16=6.83
UCA1BR1 = 0; //
UCA1MCTL = UCBRF_13 + UCOS16; //UCBRFx=0.83*16=13.28，并置位UCOS16
UCA1CTL1 &= ~UCSWRST; // **Initialize USCI state machine**

8.5 关于UCAxIV

1. 可以通过UCAxIV确定中断由那个中断源提出
2. 关闭中断不会影响UCAxIV的值
3. UCAxIV寄存器的任何访问，读取或写入都会自动复位最高待处理的中断标志
4. 如果设置了另一个中断标志，则在服务初始中断后立即产生另一个中断。

8.6 各种寄存器

8.6.1 UCAxCTL1

1. UCSSELx，USCI时钟源，即BRCLK
2. UCSWRST，复位USCI，必须复位后才能配置寄存器

8.6.2 UCAxBR0 & UCAxBR1

预分频寄存器。UCAxBR0 是低八位，一般只需要配置这个就可以了

8.6.3 UCAxMCTL

1. UCBRFx，一级调制器，只能用于过采样模式
2. UCBRSx，二级调制器，一般用于低频模式
3. UCOS16，为1时，过采样；为0时，低频模式

8.6.4 UCAxRXBUF

接收数据的缓冲寄存器

8.6.5 UCAxTXBUF

发送数据的缓冲寄存器

8.6.6 UCAxIE

中断使能寄存器

1. UCTXIE，发送中断使能
2. UCRXIE，接收中断使能

8.6.7 UCAxIV

USCI中断向量寄存器
00h = 无中断待处理
02h =中断源：数据已经接收；中断标志位：UCRXIFG；中断优先级：最高
04h =中断源：传送缓冲区空； 中断标志位： UCTXIFG；中断优先级：最低

• 【注意】：这里给大家道个歉，我在帮扶班讲的关于这个IV寄存器的部分是有点问题的。其实其中的中断优先级是不能自己定义的，单片机还是已经给你定义好了，并且在数据手册中给出。如图：
  

8.7 例程

8.7.1 查询方式发送/接收数据

采用查询方式，低频模式波特率，时钟源ACLK=32768Hz，波特率2400.

#include 
void main(void)
{
	WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
	
	//以下部分为TS3A5017芯片控制代码，直接复制使用即可
	P3DIR = 0x30;//P3.4~P3.5设置为输出0011 0000
	P3OUT = 0x20;//接入S3(IN1(P3.4)=0 IN2(P3.5)=1)
	P4DIR = 0x30;//方向设置为输出0011 0000
	P4OUT = 0x10;//建立到9针串口的连接
	
	P8SEL |= BIT2+BIT3; // UCA1RXD(P8.3) UCA1TXD(P8.2) 1100
	
	UCA1CTL1 |= UCSWRST; // **Put state machine in reset**
	//【注意】老师给的例程中这里写错了，ACLK前面应该是两个下划线
	UCA1CTL1 |= UCSSEL__ACLK; // CLK = ACLK
	UCA1BR0 = 13; // 32768/2400=13.65 (see User's Guide)
	UCA1BR1 = 0x00;
	UCA1MCTL |= UCBRS_5; // Modulation UCBRSx = 0.65*8 = 5
	UCA1CTL1 &= ~UCSWRST; // Initialize USCI state machine
	
	UCA1TXBUF =0x55; //发送0x55
	while (!(UCA1IFG&UCTXIFG)); //等待该字节发完
}

8.7.2 中断方式

采用中断方式，过采样，时钟源SMCLK=1048576Hz，波特率9600
这里省略了很多代码。

#include 
void main(void)
{
//这里省略了关闭看门狗、配置TS3A5017芯片和稳定XT1CLK的代码
	P8SEL |= BIT2+BIT3; // UCA1TXD(P8.2) UCA1RXD(P8.3) 1100
	
	UCA1CTL1 |= UCSWRST; // **Put state machine in reset**
	UCA1CTL1 |= UCSSEL_SMCK; // BRCLK = SMCLK
	UCA1BR0 = 6; // 1048576/9600=109.23;109.23/16=6.83
	UCA1BR1 = 0; //
	UCA1MCTL = UCBRF_13 + UCOS16; //UCBRFx=0.83*16=13.28
	UCA1CTL1 &= ~UCSWRST; // **Initialize USCI state machine**
	UCA1IE |= UCRXIE; // Enable USCI_A0 RX interrupt
	__bis_SR_register(LPM0_bits + GIE); // Enter LPM0, interrupts enabled
	__no_operation(); // For debugger
}
#pragma vector=USCI_A1_VECTOR
	__interrupt void USCI_A1_ISR(void)
	{
		switch(__even_in_range(UCA1IV,4))
		{
			case 0: break; // Vector 0 - no interrupt
			case 2: // Vector 2 - RXIFG
				while (!(UCA1IFG&UCTXIFG)); 
//这里，只用当UCTXIFG为1，即UCA1TXBUF空的时候，才向UCA1TXBUF中传入数据
				UCA1TXBUF = UCA1RXBUF; // TX -> RXed character
				break;
			case 4: break; // Vector 4 - TXIFG
			default: break;
		}
	}

第九章

结束！祝大家考个好成绩