MSP430时钟和定时器

比赛 MSP430
  view

电赛用到了MSP430，编程和51差不太多，都是对寄存器的操作，但是它的内部资源还是比51要丰富的多，这里对它的时钟和定时器进行总结一下。

使用的芯片型号是msp430g2553，扩展板为Launchpad

1、时钟部分

1.1 编译环境

首先说一下该款单片机常用的编译环境。一是CCS，还有一个就是IAR，我使用的是后者。软件的操作在百度上面一搜就是一大堆，所以只是简单提及一下。

1.2 MSP430时钟源

MSP430基础时钟模块包含了三个时钟输入源：
1、LFXT1CLK:可接高速和低速晶振，在低速模式下，它可以外接32k的晶振而不需要负载电容，这种方式较为常见主要用来为ACLK提供低速的时钟信号，以供低速外设使用。高频模式：400kHz~16Mhz
2、DOCCLk:内部数字控制振荡器，它的频率可以通过DCOCLK进行配置。（上电复位后默认0.8~1.5Mhz）
3、XT2CLk:高速振荡器，它可以接一个0.4~16M的晶振，它相当于高速模式下的LFXT1。通常将它配置成一个高速的振荡源，为MCLK何SMCLK提供高速时钟信号。

至此，咱知道了该单片机的每一个时钟输入源产生的信号大小，那么，这些时钟源是由哪些寄存器控制，又是如何输出时钟信号的呢。

1.3 控制时钟源的寄存器

1、BCSCTL1:控制XT2，LFXT1，DCO震荡，并控制ACLK的分频情况。
2、DCOCTL:控制DCO振荡器
3、BCSCTL2:设置三个时钟源分别选择什么振荡器

1.4 时钟信号

MSP430单片机工作所需时钟信号是由1.2中的时振荡器振荡后经过1.3中的寄存器配置后产生的，三个时钟信号分别为：
1、ACLK：由LFXT1CLK信号经过1/2/4/8分频后得到的，主要用作低速外围的时钟
2、MCLK：是LFXT1CLK,XT2CLK,DCOCLK的三者之一决定，由软件选择，然后经1/2/4/8分频后得到，主要用于CPU和系统。
3、SMCLK：可由LFXT1CLK和DCOCLK，或者XT2CLK与DCOCLK决定，然后经1/2/4/8分频后得到,主要用于高速外围模块。
时钟信号时如何产生的，可以从下面这张图简单了解：

时钟图

1.5 相关代码

这儿贴一部分配置时钟信号的代码：
sys.h

1
2
3
4
5
6
7
8
#ifndef  SYSCLK_H
#define  SYSCLK_H

#include "msp430g2553.h"

void BCSplus_init(unsigned char Freq);

#endif

sys.c

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
#include"sysclk.h"

void BCSplus_init(unsigned char Freq)
{     
    BCSCTL2 = SELM_0 + DIVM_0 + DIVS_0;//时钟控制器，MCLK时钟源DCO，0分频，SMCLK时钟源DCO，0分频
     switch(Freq)
     {
            //DCOCTL:DCO控制  BCSCTL1：基本时钟控制寄存器1
    case 1:     DCOCTL = CALDCO_1MHZ;       BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;  break;
    case 8:     DCOCTL = CALDCO_8MHZ;       BCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;  break;
    case 12:    DCOCTL = CALDCO_12MHZ;      BCSCTL1 = CALBC1_12MHZ; break;
    case 16:    DCOCTL = CALDCO_16MHZ;      BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ; break;
    default:        break;
     }
     BCSCTL3 = XT2S_0 + LFXT1S_2 + XCAP_1;//LFXT1选择VLOCLK，晶振电容1pf
}

2、定时器部分

2.1 Timer_A模块

MSP430中的Timer_A定时器包括一个16位定时器和三个捕获/比较模块，整体构造如下图所示：

Timer_A 功能框图

Timer_A 功能框图

2.2 相关代码

因为与定时器有关部分的介绍都是大同小异的，包括寄存器和功能，所以这里直接贴一份配置pwm的代码和一份定时60s的代码。

2.2.1 PWM

设置周期20ms，占空比为2m，也就是10%的pwm。首先是主函数中设置时钟频率，根据上面时钟部分的代码设置即可，这里我把MCLK和SMCLK设置的都是1Mhz，

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
> #define T1 2000
> #define pwm1 200
> 
> void main( void )
 {  
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关看门狗
    BCSplus_init(1);//MCLK和SMCLK都是1Mhz
    Timer1_Init();
    while(1)    
}

//定时器A1初始化
void Timer1_Init()  
{
/*时钟源：SMCLK；
  时钟分频系数：1；
  PWM：普通pwm 增计数
  ：增计数清零
*/
  TA1CTL = TASSEL_2 +ID_0+MC_1+TACLR;  
  TA1CCR0 =T1;  //周期   
  TA1CCR1=PWM1;    //通道1占空比
  TA1CCTL1=OUTMOD_7;//主定时器模式7 输出pwm       
  TA1CCR2=PWM1;  //通道2占空比
  TA1CCTL2=OUTMOD_7;//主定时器模式7 输出pwm 
  P2DIR |=BIT4+BIT2; //输出 TA1.1和TA1.2
  P2SEL |=BIT4+BIT2; //TIM复用为PA2.2 PA2.4
}
>

简单讲解一下上面的代码：
首先是对应的IO关系，P2.2和P2.4可以复用为timer1比较/捕获的输出输入口。输出pwm时，其中TAxCCR0一般是用来设定周期，而TAxCCR1和TAxCCR2用于设定占空比。TAxCTL寄存器，用来设置该定时器的时钟源、分频系数、捕获还是比较模式、计数模式等
然后是IO的操作，PxDIR设置IO口输入还是输出，PxSEL设置IO的复用

2.2.2 定时60s

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

#define uint unsigned int
#define T0 60000
uint flag = 0;
//定时器A01初始化
void Timer0_Init()  
{
/*时钟源：SMCLK；
  时钟分频系数：8；
  PWM：普通pwm 增计数
  ：增计数清零
*/
  TA0CTL = TASSEL_2 +ID_3+MC_1+TACLR;  
  TA0CCR0 =T0-1;  //达到60ms溢出   
  TA0CCTL0 = CCIE;//TA0CCR0定时器使能
}

#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void TimerA0(void)

{
   k = k+1;
   if(k==125) //60ms
   {
    flag=1;
    TA0CTL = MC_0;//暂停计数
    k = 0;
   }
}

void main( void )
 {  
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关看门狗
    BCSplus_init(1);//MCLK和SMCLK都是1Mhz
    Timer0_Init() ;
    __enable_interrupt();     //使能总中断  
    
    while(1) 
   {   
     if(flag2==1) 
     {    
     ...   
     } 
   }    
}

emmmm，这部分的话和上面差不太多，看注释的话应该可以理解。因为这次电赛做的是无线充电循迹车，所以没啥太难得地方，全部代码我上传到github上去了，如果有兴趣可以下载看一下。（小声bb，传的时候传错了，懒得删，所以又传了一份压缩包，这个压缩包才是正确的代码）