本文介绍了一种利用MSP430捕获比较功能实现串行通信的方法，研究了实现该方法的硬件以及软件特点。介绍了MSP430F413与TI的通信接口器件MAX3221构成的与微机进行串行通信的超低功耗方案，并介绍了该方法在其中的具体应用。通过实验证明，该方法为没有硬件UART模块的MSP430系列单片机实现串行通信提供了一种有效的方法。并对有UART模块，但需要扩展串口的应用提供了新的思路。
1 引言:
MSP430系列单片机是美国TI公司于2000年推出的新一代超的低功耗16位单片机。由于它具有功能完善、超低功耗、开发简便、成本低廉等特点，目前已经在国内得到了广大工程技术人员的关注和应用。工程师们在进行机型选择时主要考虑该机型的性能和成本，因此在小型仪表以及普通应用中MSP430的11x系列、31x系列、41x系列受到了许多工程师的青睐。这些机型有一个共同的特点就是内部没有硬件UART模块。这就带来一个问题，这些单片机怎样实现串行通信呢？本文就针对这一问题进行研究，分析研究了MSP430中捕获比较功能的特点，以及利用捕获比较功能实现串行通信的方法。并以MSP430F413为例介绍了实现它与微机之间进行串行通信的软件代码和硬件电路。
1 捕获比较功能的介绍：
MSP430系列单片机中都集成了捕获比较的功能模块。捕获比较功能的引入主要是为了提高I/O端口处理事务的能力和速度。捕获比较并不是非常新的概念，使用过Intel的16位单片机中如80196MC的读者就会发现，MSP430中的捕获比较功能和80196系列单片机中的EPA功能有一些相似之处。以下结合实现串行通信的需要，简要介绍有关捕获比较的有关概念。
捕获比较模块用于捕获应用事件的发生时间，或产生定时间隔。如果相应的中断允许，那么完成一个时间捕获或一次定时间隔，捕获/比较模块都将产生中断。每一个捕获比较模块都可以对应一组硬件引脚。图1是捕获比较模块的结构框图。
捕获功能可以捕捉选定输入引脚的状态的变化，它可以选择捕捉上升沿、下降沿、前后沿。如果捕捉到了相应的变化，则定时器计数值将被复制到捕获比较寄存器CCR中，并会产生相应的中断。在串行通信中，正是利用捕获功能的特点来捕捉起始位的信息。
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图1：捕获比较模块结构框图比较功能是借助比较器不断地将CCR中的设定值与定时器中的计数值相比较，当二者相等时，就产生中断，并产生设定的输出。利用比较功能，可以获得精确的时间间隔，利用该特性可以构造一个精确的波特率发生器，为串行通信提供时间基准。
2 利用捕获比较实现串行通信的方法
本节具体介绍实现异步串行通信时，捕获和比较功能是如何工作的。
2.1 接收过程
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图2：在串行通信接收过程中捕获比较功能时序分析示意图在异步串行通信中，每个数据帧一般由1位起始位、8位数据位、1位奇偶校位、1位停止位组成。图2所示为一个数据帧前3位的时序。在接收这种格式的数据帧时，首先要确定起始位，用来进行帧同步。在MSP430中是利用捕获功能来捕捉起始位的下跳沿（详见附录程序代码）。如图2，在A点捕获到起始位，系统将此刻的定时器值（T0）存放入CCR中，并产生中断。对A点所产生中断的处理非常重要。在该中断处理程序中，将捕获功能转换为比较功能，并将1.5位的时间间隔(T1.5)加到CCR中，即CCR=T0+T1.5。这样当到达1.5位时间间隔时（B点），即定时器的值等于T0+T1.5。将会由此比较功能触发一次中断，这样就实现了1.5位时间间隔的精确定时。在该中断处理程序中，可以读取输入引脚的状态，从而接收到Bit1的信息，然后再利用比较功能产生1位时间间隔（T1）的定时。此后，当下一个T1时间到达时，比较功能又会触发一次中断（C点）。在这时的中断服务程序中可以读取Bit2的信息。如此重复8次，就可以完成一个字节数据的接收。
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