MSP430系列微控制器的时钟模块.doc

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1、第3章MSP430系列微控制器的时钟系统目标通过本章学习，应掌握以下知识：●时钟●寄存器的概念●MSP430系列微控制器的时钟系统●函数的格式以及函数的调用●数据类型●利用循环语句实现时间延迟●程序向芯片的下载引言3.1MSP430系列微控制器的时钟系统图2.8中的程序示例只能进行单步仿真，不能将完成编辑、调试的程序下载到芯片使其独立运行，这是因为程序运行的速度太快。每向并行数字输入/输出端口P1发送一次显示代码，然后等待一段时间，例如1s，这样将能够清楚地观察发光二极管的显示情况。微控制器的指令执行速度，即程序的执行

2、速度，是与时钟频率成线性比例的，因此如果希望获得确定的时间延迟，需要首先知道系统的时钟频率。本节首先介绍MSP430系列芯片的时钟系统组成、相关寄存器。3.1.1MSP430x2xx系列芯片的时钟系统MSP430系列芯片的时钟系统方框图如图3.2所示。图3.2MSP430系列芯片的时钟系统方框图MSP430系列芯片具有4种时钟信号源：内部数控振荡器（DCO）、内部低频振荡器（VLO）、低频振荡器（LFXT1）和高频振荡器（XT2）。这些时钟信号源被用来产生芯片内部使用的3种时钟信号：主时钟信号（MCLK）、子时钟信号（

3、SMCLK）和辅助时钟信号（ACLK）。主时钟信号（MCLK）支持芯片CPU的工作，子时钟信号（SMCLK）和辅助时钟信号（ACLK）支持芯片内部外围模块的工作。数控振荡器（DCO）的工作可以不需要外部器件的支持，因此降低了电路复杂程度，但是它的工作原理是基于RC振荡器，工作频率稳定度不高。内部低频振荡器（VLO）提供12kHz固定的时钟信号。低频振荡器（XT1）和高频振荡器（XT2）都需要一个外部晶体谐振电路，因此具有较高的工作频率稳定度。采用2个晶体谐振电路的目的是让一个工作在较高的工作频率，另一个则工作在较低的工

4、作频率。使用较高的工作频率可以使信号处理速度较高；使用较低的工作频率可以降低芯片功耗。并不是每一种芯片都支持全部4种时钟信号源。例如MSP430G2231芯片不支持高频振荡器（XT2），不支持低频振荡器（LFXT1）的高频模式。MSP430F169芯片不支持内部低频振荡器（VLO）。3.1.1时钟系统的相关寄存器MSP430系列芯片的管脚具有多种功能，通过对相关寄存器进行设置能够实现需要的功能。时钟系统具有多种信号源，如何使用其中的一种？数控振荡器（DCO）的工作频率可以调整，如何进行调整？同样，这些问题可以通过对相关

5、寄存器进行设置就能够实现。进一步讲，具有冯·诺依曼结构计算机的工作可以理解为从某个地址读取指令，或者将计算结果送往某个地址。CPU对MSP430系列芯片内部功能模块的控制也可以理解为向它写入数据，或者从其读取数据。为了区别通常的程序存储器和数据存储器的访问，把这些芯片内部功能模块称作为寄存器。CPU通过向相应的寄存器写入数据控制对应的芯片内部功能模块的工作，从相应的寄存器读出数据获得对应的芯片内部功能模块的工作结果。配置系统时钟涉及状态寄存器（SR）、中断使能寄存器1（IE1）、中断标志寄存器1（IFG1）、数控振荡器

6、（DCO）控制寄存器（DCOCTL）、系统时钟控制寄存器1（BCSCTL1）、系统时钟控制寄存器2（BCSCTL2）和系统时钟控制寄存器3（BCSCTL3）。■状态寄存器（SR）位15～9876543210位名称ReservedVSCG1SCG0OSCOFFCPUOFFGIENZC操作方式rwrwrwrwrwrwrwrwrwrw复位值0000000000000000状态寄存器（SR）与时钟系统相关的状态寄存器位包括SCG1、SCG0、OSCOFF和CPUOFF。这里只讨论这些位的功能。SCG1：系统时钟控制位10SMC

7、LK开启1SMCLK关闭SCG0：系统时钟控制位00DCO开启1DCO关闭OSCOFF：晶体振荡器工作控制位0LFXT1晶体振荡器开启1LFXT1晶体振荡器关闭CPUOFF：CPU工作控制位0CPU开启1CPU关闭■中断使能寄存器1（IE1）位76543210位名称UTXIE0URXIE0ACCVIENMIIEReservedOFIEWDTIE操作方式rwrwrwrwrwrwrw复位值00000000OFIE：晶体振荡器出错中断使能位0不使能1使能IE1其余的位用于其他芯片内部功能模块。■中断标志寄存器1（IFG1）位

8、76543210位名称UTXIFG0URXIFG0ACCVIFGNMIIFGReservedOFIFGWDTIEFG操作方式rwrwrwrwrwrwrw复位值00000010OFIFG：晶体振荡器出错中断标志位0无中断产生1有中断产生上电复位信号（PUC）能够置位OFIFG。在使能相应中断的情况下将引起中断。IFG1其余的位用于其