Msp430f5529时钟系统与定时器以及中断.ppt

,主讲人：蒋良茂 2015年4月,MSP430F5529时钟系统与定时器以及中断,MSP430F5529时钟系统与定时器,第一部分内容： 时钟系统的概念 MSP430f5529的时钟系统结构 时钟系统相关寄存器的介绍 程序的编写,时钟系统概念,时钟系统 的功能： 1.为CPU提供时序。 2.为不同的片内外设提供不同的时钟。,MSP430的时钟系统,功能： 1. 可工作于不同的工作模式，使单片机工作于不同工作模式。430单片机有一种活动模式，七种低功耗模式，通过这些模式的切换，可以合理的利用系统资源，实现 整个系统的低功耗。 2.为不同的片内外设提供不同的时钟。不同的外设往往工作的时钟不同，有的时钟较高，有的时钟较低，甚至有时候一个外设也会处于不同的工作频率。,模式和时钟的关系,MSP430F5529 的时钟树,时钟树,时钟源,XT1CLK：低频/高频振荡器，可使用32.768k 的晶振或432M的外部时钟源 VLOCLK：内部超低功耗低频震荡器，典型值12k REFCLK：内部调整低频参考振荡器，典型值 32.768 DCOCLK：内部数字时钟振荡器，由FLL稳定得到 XT2CLK：高频震荡器，可使用432M的外部时钟源,时钟信号,ACLK 辅助时钟，其时钟源可由软件控制XT1、REFOC、VLO、DCO、DCOCLKDIV、XT2里面选取。其中DCOCLKDIV是由DCO经1、2、4、8、16或者32分频得到。注意，ACLK同样可以再次被1、2、4、8、16或者32分频，主要用于低速外设。 MCLK 主时钟，MCLK和ACLK 来源相同，MCLK专为CPU提供主频。 SMCLK 子系统时钟，与ACLK来源相同。主要用于高速外设。,PMM 电源管理单元,PMM和时钟系统的联系,PMM和时钟系统的联系,可是都不重要！,时钟模块控制寄存器,见USERS GUIDE,示例程序1,#include int main(void) WDTCTL = WDTPW +WDTHOLD;/关闭看门狗 UCSCTL4 = SELA_1; /ACLK 的时钟配置为VLO /设置P1.0输出ACLK P1SEL |= BIT0; P1DIR |= BIT; _bis_SR_register(LPM3_bits);/进入低功耗模式3 return 0; ,DCORSEL,DCO Type Value,时钟系统示例程序,第二部分：定时器,实际应用中，经常需要对外部事件进行计数、定时控制、PWM等定制波形输出、脉冲宽度测量、速度测量、周期/频率测量、事件发生时刻的捕捉，这些测量与控制功能均可借助定时器/计数器来实现。因此MCU中通常均设计有多个定时器/计数器。 在MCU中，无论是定时功能还是计数功能，实际上都是由n位（8位、16位、32位等）的加法/减法计数器实现，区别仅在于计数输入信号的不同。 一般地讲，计数器的计数输入信号是外部事件（脉冲信号），而定时器的计数输入信号则是MCU中的时钟信号或经过分频后的时钟信号。 MSP430F5529定时器分为看门狗定时器、定时器A和定时器B。,看门狗定时器,喂狗的哲学,定时器A,异步16-bit定时器/计数器，具有4种工作模式； 可编程选择的时钟源； 3个可编程的捕捉/比较寄存器； 可编程输出方式； 具有中断功能（计数器溢出、捕捉/比较中断）,定时器A方框图,00: /1 01: /2 10: /4 11: /8,00: stop mode 01: up mode 10: continuous mode 11: up/down mode,1: TA interrupt enabled,1: interrupt pending,1: reset TAR ,clock divider and count direction for up/down mode. The TACLR bit is automatically reset and is always read as zero.,定时器 A 控制寄存器,定时器 A 的四种计数方式（Count Mode）,Mode Control,0 0: stop mode 0 1: up mode 1 0: continuous mode 1 1: up/down mode,MCx count mode,Stop mode : the timer is halted,当不使用Timer时， 应将Timer配置为Stop mode ， 这样可以降低芯片的功耗,period=(TACCR0+1)T,Up Mode 需要CCR0（比较方式）协助,在Timer Clock的上升沿处TAR=TAR+1， 当TARTACCR0时，自动清零TAR,Continuous Mode,Up/Down Mode 本方式需要CCR0（比较方式）协助,定时器A捕获/比较模块,当捕获电路捕捉到一个有效的输入信号后： 将 TAR 的值锁存至 TACCRx 中； 置位中断标志位 TACCRx CCIFG,捕获模式（ Capture Mode , CAP=1 ） 用于捕捉事件发生的时刻 可应用于速度、脉冲宽度等测量,比较模式（ Compare Mode , CAP=0 ） 主要应用： 产生 PWM 等定制输出信号； 定时输出：在指定时间间隔结束后产生输出； 定时中断：在指定时间间隔结束后产生中断。 工作原理：当 TAR 计数到 TACCRx 时 置位中断标志 CCIFG； 内部信号 EQUx=1； 根据输出方式输出相应的信号。,CAP=0,比较模式（ Compare Mode , CAP=0 ）,比较输出电路,OUTx,7种输出方式 定义：,定时器：Up/Down Mode OUT1 使用 TACCR0 和 TACCR1 OUT2 使用 TACCR0 和 TACCR2,一个常用的例子：带死区的PWM波,OUT1 OUT2,Tdead = Ttimer( TACCR1-TACCR2 ) Ttimer: Cycle time of the timer clock,Tdead,定时器A示例程序,定时器B,定时器A的不同： 1.TB的计数长度可变，8，10，12，16 2.无SCCI寄存器位功能 3.增加了比较锁存器且从CCR到存器的时机可编程 5.TB支持多种、同步的定时功能和多重比较功能和多重波形输出功能，可同步更新多路PWM的缓冲。,定时器B示例程序,第三部分：中断,中断的概念： 中断是暂停CPU正在运行的程序，转去执行相应的中断服务程序，完毕后返回被中断的程序继续运行的现象和技术。 中断首先需要有中断源发出中断请求，并征得系统允许（屏蔽、优先权）后才会发生。转去执行中断服务程序前需保护中断现场，执行完中断服务程序后应恢复中断现场。,不同的中断请求表示不同的事件，因此CPU对不同中断请求的响应也应有轻重缓急之分。 中断源拥有（固定的或可通过程序设置的）一个优先权，称为中断优先权（优先级） 当多个中断源同时发出中断请求时，CPU按照中断优先权的高低顺序依次响应。在有的CPU的中断系统中还规定高优先级的中断可以中断低优先级的中断子程；低优先级的中断不能中断高优先级的中断子程；任何中断不能中断同一优先级的中断子程。,中断优先级,MSP430F5529中断系统,系统复位（system reset） 非屏蔽中断（(Non)-maskable NMI） 可屏蔽中断（maskable）,MSP430的中断源,除了下面的其他都是可屏蔽中断！,中断向量表： 0FFE0h0FFFEh 表中可存放16个中断向量 每个中断向量为16BIT 由编程者负责编程 中断向量: 中断服务子程的入口地址,注：MSP430的某些外设还有其“子向量表”，用以区分共享同一个中断向量的不同中断请求,中断优先级和中断嵌套,在MSP430中，不同的中断有各自固定的中断优先级。当有多个中断同时请求时，MSP430 CPU将响应优先级最高的中断请求。 中断优先级仅用于裁决同时产生的中断请求。如果在某一中断服务子程中置位GIE（即允许嵌套），则任何中断请求均将中断正在执行的中断服务子程（中断嵌套），而不管中断的优先级如何。即在允许嵌套的情况下，低优先级的中断请求可以中断高优先级的中断服务子程的运行，同级的中断也可以相互嵌套。,中断响应过程,当前指令执行完毕，且满足响应条件； 入栈保护断点：相当于执行 PUSH PC； 入栈保护SR：相当于执行 PUSH SR； 优先级裁决：若有多个中断同时请求，则CPU选择优先级最高的中断请求进行响应； 中断请求标志的处理：对于单一中断标志的中断源请求，则由CPU自动清零该中断标志；对于有多个中断标志的中断源请求，则中断标志的清零处理交由中断服务子程完成（以便于中断服务子程区分本次中断到底是由哪一个/哪些中断标志请求的）； 清零SR（关中断，结束低功耗方式）； 装载中断向量至PC，转去执行中断服务子程。,MSP430 中断控制与中断返回指令 EINT ;Enable general INTerrupts DINT ;Disable general INTerrupts,开中断指令,对 SR 的影响： Status Bits: are not affected Mode Bits: GIE=1 OSCOFF and CPUOFF are not affected 因此等同于_bic_SR_register(GIE);,Note:The instruction following the EINT is always executed, even if an interrupt service request is pending when the interrupts are enable.,关中断指令,对 SR 的影响： Status Bits: are not affected Mode Bits: GIE=0 OSCOFF and CPUOFF are not affected 因此等同于_bic_SR_register(GIE);,Note: If any code sequence needs to be protected from interrupt, the DINT should be executed at least one instruction before the beginning of the uninterruptible sequence, or should be followed by a NOP instruction.,上述便是MSP430的中断系统，由于中断系统和片内其他的模块有着直接联系，接下来挑出常用的IO口外部中断和定时器中断为大家讲解,外部中断编程要点,P1SEL.x=0 ；digital I/O P1IE.x=1 ；允许中断 GIE=1 ；可屏蔽中断 P1DIR.x=0 ；输入 P1IES.x=? ；沿选择,定时器A中断, TACCR0 中断： TACCR0 CCIFG，独享中断向量，在 0FFECh 中