【MSP430i2xx教程第二讲】时钟系统 & EUSCI_A_UART

只看该作者 · 2015-4-5 16:32

偏爱番茄酱发表于 2015-4-5 16:31
我的板子上引出了P1.1~P1.4等多个外接IO，均上拉，用于外部中断输入。我只打开其中某个IO中断（比如P1.1 ...

检查复位是否正常，可以添加点亮LED灯的程序判断复位是否正常和程序是否运行

只看该作者 · 2015-4-5 16:34

LPM3唤醒
for(;;)
{
      // Stop WDT
      WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

      // Enter LPM3 w/interrupt
      _BIS_SR(LPM3_bits + GIE);

      // Start WDT
      WDTCTL = WDT_ARST_1000;

      //SysLoopTask
      do_SysLoopTask();

}//for

并且程序中使用了1秒定时器。在外接Jtag下载器时，程序运行一切正常，每隔1秒从睡眠中醒来，并且也能够响应外部IO中断；

但是，如果去掉下载器让板子单独运行，程序就睡眠而不被外部中断或者内部的定时器唤醒。

只看该作者 · 2015-4-5 16:36

偏爱番茄酱发表于 2015-4-5 16:34
LPM3唤醒
for(;;)
{

  for(;;)
{
      // Start WDT_timer
      WDTCTL = WDT_ARST_1000;

      // Enter LPM3 w/interrupt
      _BIS_SR(LPM3_bits + GIE);


      //SysLoopTask
      do_SysLoopTask();

}//for
IO复用看下！
建议多看看TI的手册和范例！430很简单！

只看该作者 · 2015-4-5 16:49

MSP430有三个时钟源，三个时钟信号批发商，N个时钟用户。

1、时钟源

（1）DCO时钟，芯片内部时钟，系统启动时默认的工作时钟，但是不够稳定，容易随着电压和温度变化，不过，还好，芯片一般自带FLL锁相环装置，能够在一定程度上调整偏差。4系列处理器默认工作频率1.048576MHz，其他的处理器800kHz左右。

（2）LFXT1，外部低频时钟，一般接32768Hz的晶振，无需旁接电容（有内部电容，可以通过FLL_CTL0的XCAPxPF选择不同的电容值），相应的引脚为XTIN和XTOUT。如果非得让LFXT1工作在高频模式，那么需要将FLL_CTL0寄存器（地址0053）的XTS_FLL置位。

例如： FLL_CTL0 |= XCAP10PF + XTS_FLL ; //LFXT1内接10PF的电容 + LFXT1工作在高频

注：不同型号的芯片可以选择的电容值不同，具体查看芯片手册。

（3）XT2，外部高频时钟，该时钟需要外接谐振电容，引脚为XT2IN、XT2OUT。工作频率为450K-8MHz之间，可选的电容值一般为2pF左右。

注：无论是LFXT1还是XT2，晶振都要尽量靠近引脚，且用地线包围晶振信号线。

2、时钟信号批发商

时钟信号批发商把时钟源打包配置后，销售给各个时钟终端用户。

具体方式为，通过配置SCFQCTL、SCFI0、SCFI1、FLL_CTL0、FLL_CTL1将各个时钟进行分频，然后提供给mcu以及外围模块，并提供周到服务，保证时钟工作稳定，如果不稳定，免费提供更换服务，如：当检测到LFXT1失效时，自动切换到DCO，不过一般来说发生退货的可能性不大，所以不必太多考虑。

这三个批发商为ACKL、MCLK、SMCLK，分别称为辅助时钟、主时钟、sm时钟，别想歪了，SM是Sub Main 、Clock，不是………… ：P 。

（1）ACLK只能做LFXT1的代理，它将LFXT1进行1/2/4/8分频之后，提供给外围模块。不用的时候还可以关闭，但是该时钟不可以被单独关闭。ACLK一般用于低速外设。

例如：MOV #OSCOFF, SR //关闭所有的晶振，一般关闭晶振osc的时候，必然同时关闭CPU，也就是低功耗6模式，但是关闭CPU，不一定关闭osc。

（2）MCLK的货源可以是LFXT1、XT2、DCO三者之一，包装后的频率可以是1/2/4/8/off。由于该时钟可以被关闭，所以可以用来降低功耗。

（3）SMCLK可以来自DCO和XT2，或者DCO和LFXT1，根据具体的芯片型号不同而有区别。SMCLK一般用于高速外设。

例如：MOV #SMCLKOFF, &FLL_CTL1 //关闭smclk时钟

MOV #XT2OFF + SELM0 + SELS + FLL_DIV_2, &FLL_CTL1

//关闭XT2晶振，MCLK选择DCO，SMCLK选择XT2，ACLK被2分频（来自LFXT1）

总结：系统每次启动后，默认使用DCO作为MCLK和SMCLK时钟来源，ACLK时钟来自LFXT1，这些配置可以在系统启动后在程序中修改。

只看该作者 · 2015-4-5 16:52

MSP430怎么将系统时钟输出?

只看该作者 · 2015-4-5 16:54

偏爱番茄酱发表于 2015-4-5 16:52
MSP430怎么将系统时钟输出?

看看哪个管脚是对应有时钟功能复用的，配置下io复用，用示波器一个点地，一个点到这个脚上就可以看了

只看该作者 · 2015-4-5 16:56

1、CPU运行在VLO时钟下：
这是最慢的时钟，在约12千赫兹下运行。因此，我们将通过可视化的LED闪烁的红色慢慢地在约每3秒钟率。我们可以让时钟系统默认这种状态，设置专门来操作VLO。我们将不使用任何ALCK外设时钟在此实验室工作，但你应该认识到，ACLK来自VLO时钟。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;          // 关闭看门狗定时器
P1DIR = 0x40;                         // P1.6 配置输出
P1OUT = 0;                         // 关闭LED
BCSCTL3 |= LFXT1S_2;                // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG;                      // 清除OSCFault 标志
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0);       // 关闭 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3;          // MCLK = VLO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40;                      // 开启LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0;                         // 关闭 LED
_delay_cycles(5000);
}
}
2、CPU运行在晶振(32768Hz)时钟下：
晶体频率为32768赫兹，约3倍的VLO。如果我们在前面的代码中使用晶振，指示灯应闪烁大约每秒一次。你知道为什么32768赫兹是一个标准？这是因为这个数字是2的15次方，因此很容易用简单的数字计数电路，以每秒一次获得率 ——手表和其他时间时基。认识到ACLK来自外部晶振时钟。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;       // 关闭看门狗定时器
P1DIR = 0x41;                      // P1.0 和P1.6配置输出
P1OUT = 0x01;                   // 开启P1.0
BCSCTL3 |= LFXT1S_0;             // LFXT1 = 32768Hz 晶振
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG;                // 清除 OSCFault 标志
_delay_cycles(100000);          // 为可见的标志延时
}
P1OUT = 0;                   // 关闭P1
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0);    // 关闭 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3;    // MCLK = 32768/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40;                // 开启 LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0;                   / / 关闭LED
_delay_cycles(5000);
}
}
3、CPU运行在晶振(32768Hz)和DCO时钟下：
最慢的频率，我们可以运行DCO约在1MHz（这也是默认速度）。因此，我们将开始切换MCLK到DCO下。在大多数系统中，你会希望ACLK上运行的VLO或32768赫兹晶振。由于ACLK在我们目前的代码是在晶体上运行，我们会打开DCO计算。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;          // 关闭看门狗定时器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1);                            // If cal const erased, 挂起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;             // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ;             //设置DCO模式
P1DIR = 0x41;                         // P1.0 和P1.6配置输出
P1OUT = 0x01;                      // P1.0 开启
BCSCTL3 |= LFXT1S_0;                // LFXT1 = 32768Hz
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG;                      // 清除OSCFault 标志
_delay_cycles(100000);                // 为可见标志延时
}
P1OUT = 0;                         // P1.6 关闭
// __bis_SR_register(SCG1 + SCG0);    // 关闭DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3;       // MCLK = DCO
while(1)
{
P1OUT = 0x40;                      // P1.6 开启
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0;                      / / P1.6 关闭
_delay_cycles(5000);
}
}
4、CPU运行在DCO时钟下：
最慢的频率，我们可以运行DCO约在1MHz（这也是默认速度）。因此，我们将开始切换MCLK到DCO下。在大多数系统中，你会希望在VLO或者是晶振下运行ACLK。由于ACLK在我们目前的代码是在VLO上运行，我们会打开DCO运行。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;             // 关闭看门狗定时器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1);                                  // If cal const erased,挂起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;                   // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ;                   // 设置DCO模式
P1DIR = 0x40;                            // P1.6 配置输出
P1OUT = 0;                               // P1关闭
BCSCTL3 |= LFXT1S_2;                      // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG;                            // 清除 OSCFault 标志
//__bis_SR_register(SCG1 + SCG0);             // 关闭DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3;                // MCLK = DCO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40;                         // P1.6 关闭
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0;                         // P1.6 开启
_delay_cycles(5000);
}
}

只看该作者 · 2015-4-5 16:57

MSP430的时钟周期（振荡周期）、机器周期、指令周期之间的关系

时钟周期也称为振荡周期：定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是直接供内部CPU使用的晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。时钟频率越高，工作速度就越快。

机器周期：在计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。每一项工作称为一个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。一个S周期=2个时钟周期，所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期也不同。

专用知识：

在430中，一个时钟周期＝ MCLK晶振的倒数。如果MCLK是8M，则一个时钟周期为1/8us；

一个机器周期＝一个时钟周期，即430每个动作都能完成一个基本操作；

一个指令周期＝ 1～6个机器周期，具体根据具体指令而定。

另：指令长度，只是一个存储单位与时间没有必然关系。

MSP430根据型号的不同最多可以选择使用3个振荡器。我们可以根据需要选择合适的振荡频率,并可以在不需要时随时关闭振荡器,以节省功耗。这3个振荡器分别为：

（1）DCO 数控RC振荡器。它在芯片内部,不用时可以关闭。DCO的振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响,且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。但DCO的调节功能可以改善它的性能,他的调节分为以下3步：a：选择BCSCTL1.RSELx确定时钟的标称频率;b：选择DCOCTL.DCOx在标称频率基础上分段粗调;c：选择DCOCTL.MODx的值进行细调。

（2）LFXT1 接低频振荡器。典型为接32768HZ的时钟振荡器,此时振荡器不需要接负载电容。也可以接450KHZ~8MHZ的标准晶体振荡器,此时需要接负载电容。

（3）XT2 接450KHZ~8MHZ的标准晶体振荡器。此时需要接负载电容,不用时可以关闭。

低频振荡器主要用来降低能量消耗,如使用电池供电的系统,高频振荡器用来对事件做出快速反应或者供CPU进行大量运算。当然高端430还有锁频环(FLL)及FLL+等模块，但是初步不用考虑那么多。

MSP430的3种时钟信号：MCLK系统主时钟;SMCLK系统子时钟;ACLK辅助时钟。

（1）MCLK系统主时钟。除了CPU运算使用此时钟以外,外围模块也可以使用。MCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。

（2）SMCLK系统子时钟。供外围模块使用。并在使用前可以通过各模块的寄存器实现分频。SMCLK可以选择任何一个振荡器所产生的时钟信号并进行1、2、4、8分频作为其信号源。

（3）ACLK辅助时钟。供外围模块使用。并在使用前可以通过各模块的寄存器实现分频。但ACLK只能由LFXT1进行1、2、4、8分频作为信号源。

PUC复位后,MCLK和SMCLK的信号源为DCO,DCO的振荡频率默认为800KHZ。ACLK的信号源为LFXT1。

MSP430内部含有晶体振荡器失效监测电路,监测LFXT1（工作在高频模式）和XT2输出的时钟信号。当时钟信号丢失50us时,监测电路捕捉到振荡器失效。如果MCLK信号来自LFXT1或者XT2,那么MSP430自动把MCLK的信号切换为DCO,这样可以保证程序继续运行。但MSP430不对工作在低频模式的LFXT1进行监测。

为了实现具体的时钟可以设置跟时钟相关的寄存器，在低端430中是DCOCTL、BCSCTL1和BCSCTL2三个寄存器。而对于高端的430，则要考虑SCFI0、SCFQCTL、FLL_CTL0、FLL_CTL1和BTCTL等几个寄存器。具体设置，参看DataSheet。

单片机上电后，如果不对时钟系统进行设置，默认800 kHz的DCOCLK为MCLK和SMCLK的时钟源，LFXTl接32768 Hz晶体，工作在低频模式(XTS=O)作为ACLK的时钟源。CPU的指令周期由MCLK决定，所以默认的指令周期就是1／800 kHz="1"．25μs。要得到lμs的指令周期需要调整DCO频率，即MCLK=1 MHz，只需进行如下设置：BCSCTLl=XT20FF+RSEL2；

／／关闭XT2振荡器，设定DCO频率为1 MHz

DCOCTL=DCO2

只看该作者 · 2015-4-5 21:46

我认真学习了教程后，对CS系统有一个很好的认识。

第一，关于时钟信号的来源，系统内部提供了DCO压控振荡器是第一个来源，第二个来源是CLKIN管脚的，使用第二个来源需要使用DCO的旁路模式，就是把DCO搞到一边去，旁路到一边去，没它什么事。
第二，所谓的MCLK,ACLK,SMCLK,以及供给SD24的LK,这四个都是从时钟信号源接收信号后经过分频处理获得不同频率，用于不同目的的信号分频与分配系统。
这些不能称为时钟源，只能叫做时钟信号源信号处理与分配器，这样更恰当，不好理解的请看时钟系统模块图。主贴已经给了那个手册的下载附件。
以上两点就是我对教程中CS的认识，谢谢。我是认真思考后才来参与回复的

只看该作者 · 2015-4-5 22:00

关于第4章节的串口通信部分，我说一下我的看法，关于通信肯定需要时钟信号进行同步，本系列单片机的时钟信号来源有3种，SMCLK，ACLK,UCLK。
UCLK这个不仔细读教程和手册真不知道干啥的，手册说是，external eUSCI clock，也就是外部的eUSCI时钟。
查看封装图，可知道P1.1/UCA0CLK/SMCLK/TMS P1.0/UCA0STE/MCLK/TCK
另外P1.3和P1.2分别是UART的TXD和RXD,也就是说，1.1和1.0具备输出SMCLK和输出MCLK的功能。
UCA0CLK：eUSCI_A0 clock input/output (direction controlled by eUSCI)。这一点就解释了部分朋友对如何获取这些时钟信号输出的问题了，这需要参考对应具体型号的数据手册，不同型号内部资源是不同的。

只看该作者 · 2015-4-5 22:44

sharknarduo 发表于 2015-4-5 16:49
MSP430有三个时钟源，三个时钟信号批发商，N个时钟用户。

1、时钟源

呵呵，不知道你看没有看楼主的教程啊，你说的跟楼主讲的内容根本不沾边，这个可不是以前那种430单片机了，这个没有你说的那些东西的，这个是个新型号的MSP430,时钟系统跟从前的430不同。

只看该作者 · 2015-4-5 22:52

我看有的朋友回答的跟楼主讲的内容不沾边，不知道是不是为了奖品啊，哈哈。
不过这也让我有了启发。
首先本课程是介绍的MSP430i2xx系列，虽然都是2系列，跟以往F2xx,以及超值G2xx系列还是有很大的不同的，重要的一点时钟系统，就很不同，这个i2系列为了保证系统的安全可靠的工业级，去掉了容易因为外部原因造成的时钟系统失败，比如晶振的问题。等等。我看了看，楼主的教程根本没有提到晶振，也就是该单片机根本不需要晶振，因为i2xx把晶振的震荡系统去掉了。毕竟好多单片机启动失败一大部分原因是晶振坏了，比如我买的USB声卡没用多久就坏了，检测就是晶振坏了，还有U盘，如果连接电脑无法识别也是晶振坏了。所以i2xx为了保证工业品质，去掉了容易出错了地方，特别采用了强化的DCO,该DCO跟以往的G2xx的DCO也是不同的，该DCO具备两种电阻匹配模式，一个内置的，一个外置的，从前的好像没有外置的，所以也就没有区分，我看了G2的手册做了对比，这个真没有，所以该i2xx系列独到之处就在于此，以前的DCO只能采用内部的电阻配合DCO起振，由于电阻具有热变效应，也就是温度不同阻抗会发生变化，所以MCU工作肯定发热，会影响到内部的电阻阻值，所以提供的外置接口ROSC,即芯片的第11个PIN,而且是非共用的PIN,这说明系统设计师对该端口多么的看重。
希望我的观点能够帮到大家，嘿嘿，另外求中奖，我是很认真学习过的。

只看该作者 · 2015-4-6 13:58

	MSP430G2x MCUs
Clock	Up to 16 MHz CPU speed	Up to 16 MHz CPU speed
Memory	Up to 56 KB Flash,Up to 4 KB SRAM	Up to 32 KB Flash Up to 2 KB RAM
Voltage	1.8 – 3.6V operation	2.2V – 3.6V operation
Extended Temp	HT: -55°C to 150°C	-40C to 105C
	EP: Enhanced Products -55°C to 125°C
	T: Extended Temperature -40°C to 105°C Applications
Low Power	220 μA / MHz active mode	Power Consumption
	0.7 μA real-time clock mode	– Active Mode (AM):
	0.4 μA Standby mode (VLO)	350 μA/MHz at 16-MHz, 3.0 V, Flash Program Execution (Typical)
	0.1 μA RAM retention	– Standby Mode (LPM3): Watchdog Timer Active, Full RAM Retention 175 μA at 3.0 V (Typical)
	5. Ultra-Fast Wake-Up From Standby Mode in <1 μs	– Wake-Up From Standby Mode in 1 μs
Smart Analog and Digital		Up to four 24-Bit Sigma-Delta Analog-to-Digital Converters with Differential PGA inputs

只看该作者 · 2015-4-6 13:59

上面的表格是我查看官网后做的对比。

只看该作者 · 2015-4-6 14:00

跟G2对比后还是有很大的差别的。

只看该作者 · 2015-4-6 16:42

刚学的时候听别人说用默认的1000hz的时钟，也一直用默认的时钟。有次用12864液晶窜口打点用了8M时钟，结构显示有问题。估计是频率太快了。
看了这讲，设置频率还能省功耗。。。
学习了

1万 · 2015-4-6 19:11

anvy178 发表于 2015-4-3 08:57
这个很明显的使用外部时钟然后再分频成32k 这样子肯定比使用内部时钟省电，但是从可靠性来说 ...

你以什么得出结论外部时钟比内部时钟省电啊？

1万 · 2015-4-6 20:05

根据要求写了课后作业，分别是串口发送和接收代码。

#define LED_OFF    0x00
#define LED_ON       0x01
#define LED_TEST 0x02

uint8_t  LED_Status = 0x00;
uint8_t  flag = 0x00;

Void UARTTRANSMIT(void)
{
//发送LED_ON指令，点亮LED
EUSCI_A_UART_ transmitData(EUSCI_A0_BASE, LED_ON);

// 发送空指令，等待串口接收指令并操作
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");

//发送LED_ON指令，点亮LED
EUSCI_A_UART_ transmitData(EUSCI_A0_BASE, LED_OFF);

// 发送空指令，等待串口接收指令并操作
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");

//发送LED_ON指令，点亮LED
EUSCI_A_UART_ transmitData(EUSCI_A0_BASE, LED_TEST);

// 发送空指令，等待串口接收指令并操作
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");

}

Void UARTRECEIVE(void)
{
Uint8_t  ReceData = 0x00;

//接收指令
ReceData = uint8_t EUSCI_A_UART_receiveData ( EUSCI_A0_BASE);

//判断接收值
Switch (ReceData)
{
//接收值为0x00，关掉LED,置标志位为0
Case 0x00:
{
GPIO_setOutputLowOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN4);
flag = 0;
}break;

//接收值为0x01，开启LED,置标志位为1
Case 0x01:
{
GPIO_setOutputHighOnPin(GPIO_PORT_P1, GPIO_PIN4);
flag = 1;
}break;

//接收值为0x02，根据标志位来设置LED_Status的值
Case 0x02:
{
If(flag==0)
{
LED_Status = 0x00;
}
Else
{
LED_Status = 0x01;
}
}break;
Default:break;
}
}

只看该作者 · 2015-4-6 21:39

songchenping 发表于 2015-4-6 19:11
你以什么得出结论外部时钟比内部时钟省电啊？

搞错了是内部的比外部的省电

只看该作者 · 2015-4-6 22:12

以前用5438的时候测过，应该类似吧。

【MSP430i2xx教程第二讲】时钟系统 & EUSCI_A_UART

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