東南大學(xué)MCU第三四次實(shí)驗(yàn)

1、東南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： MCU技術(shù)及課程設(shè)計(jì) 第二次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三：定時(shí)器輸出PWM波形實(shí)驗(yàn)四：LED數(shù)碼管的使用院（系）： 自動(dòng)化 專業(yè)： 自動(dòng)化 姓 名： 學(xué)號(hào)： 實(shí)驗(yàn)室： 實(shí)驗(yàn)組別： 同組人員： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015 年 5 月 7 日評(píng)定成績(jī)： 審閱教師： 實(shí)驗(yàn)三：定時(shí)器輸出PWM波形一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 學(xué)習(xí)MP430單片機(jī)的時(shí)鐘原理和定時(shí)器使用方法。(2) 認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)PWM波形的作用及原理。2.實(shí)驗(yàn)要求編寫程序輸出1s周期的PWM波形，產(chǎn)生兩路PWM波形從引腳P1.2和P1.3分別輸出。CCR0中的值定義了PWM信號(hào)的周期，CCR1，CCR2中的值定義了PWM

2、信號(hào)的占空比。定時(shí)使用32.768KHz的ACLK作為輸入時(shí)鐘源，P1.2上的占空比為75%，P1.3上的占空比為25%。二、實(shí)驗(yàn)原理1) Timer_A定時(shí)器模塊框圖如圖3-1所示。由圖3-1可知，Timer_A模塊可以有三種時(shí)鐘源輸入。分別是ACLK，SMCLK，TAxCLK。時(shí)鐘源的選擇通過(guò)TASSEL信號(hào)來(lái)完成。被選擇的時(shí)鐘源可以直接送給TIMER模塊，或者通過(guò)ID信號(hào)進(jìn)行2,4,8分頻。選擇的時(shí)鐘信號(hào)還可以通過(guò)TAIDEX信號(hào)進(jìn)一步做2,3,4,5,6,7或者8分頻。當(dāng)TACLK信號(hào)被設(shè)置的時(shí)候，TIMER的時(shí)鐘分頻邏輯被復(fù)位。圖3-1Timer_A模塊框圖2) TimerA控制寄存

3、器TA0CTL詳細(xì)定義如圖3-2所示。圖3-2TimerA控制寄存器TA0CTL3) 定時(shí)器中斷的中斷向量中包含一個(gè)獨(dú)立中斷和若干個(gè)共源中斷，Timer_A模塊的中斷分類如圖3-3所示。圖3-3Timer_A模塊的中斷向量分類圖1) 獨(dú)立中斷源的中斷處理TA0CCTL0=CCIE;/CCR0中斷使能#pargmavector=TIMER0_A0_VECTOR/中斷向量定義，可查詢頭文件得到_interruptvoidTIMER0_A0_ISR(void)/添加中斷處理代碼2) 共源中斷向量寄存器TAxIV圖3-4共源中斷向量寄存器TAxIV共源中斷程序switch處理方式：#pragmavec

4、tor=TIMER0_A0_VECTOR/共源中斷入口_interruptvoidTIMER0_A0_ISR(void)switch(_even_in_range(TA0IV,14)/共源中斷處理case0:fun_no();break;/Nointerruptcase2:fun_CCR1();break;/CCR1interruptcase4:fun_CCR2();break;/CCR2interruptcase6:fun_CCR3();break;/CCR3interruptcase8:fun_CCR4();break;/CCR4interruptcase10:fun_CCR5();bre

5、ak;/CCR5interruptcase12:fun_CCR6();break;/CCR6interruptcase14:fun_overflow();break;/overflowdefault:fun_default();break;/default3) PWM原理PWM技術(shù)的三個(gè)要素，具體如圖3-5所示,PWM頻率計(jì)算見(jiàn)圖3-6。(1)Frequency時(shí)鐘頻率(2)Dutycycle占空比(3)Amplitude信號(hào)幅度圖3-5PWM計(jì)數(shù)三要素示意圖圖3-6PWM頻率計(jì)算示意圖4) 實(shí)驗(yàn)箱I/O硬件電路如圖3-7所示。圖3-7實(shí)驗(yàn)箱I/O口P1的硬件電路圖三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 將PC與開

6、發(fā)板相連；2. 建立CCS工程；3. 選擇對(duì)該工程進(jìn)行編譯鏈接，生成.out 文件。然后選擇 ，將程序下載到實(shí)驗(yàn)板中。程序下載完畢之后，可以選擇全速運(yùn)行程序，也可以選擇單步調(diào)試程序，選擇 F3 查看具體函數(shù)。也可以程序下載之后，按下，軟件界面恢復(fù)到原編輯程序的畫面。再按下實(shí)驗(yàn)板的復(fù)位鍵，運(yùn)行程序。4. 將示波器輸入端分別接開發(fā)板的P1.2和P1.3端口查看輸出波形。四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 P1.2輸出75%的PWM波形，P1.3輸出25%的PWM波形。五、實(shí)驗(yàn)代碼#include<msp430f6638.h>void main(void)WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;P1DIR|

7、=BIT2+BIT3;P1SEL|=BIT2+BIT3;TA0CCR0=32768;TA0CCTL1=OUTMOD_7;TA0CCR1=24576; /75%TA0CCTL2=OUTMOD_7;TA0CCR2=8192; /25%TA0CTL=TASSEL0+MC_1+TACLR;LPM3;六、預(yù)習(xí)思考(1)430時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生的ACLK、MCLK和SMCLK各自用于什么場(chǎng)合？系統(tǒng)復(fù)位時(shí)三種時(shí)鐘輸出的默認(rèn)值為多少？答：ACLK可由軟件選作各個(gè)外設(shè)模塊的時(shí)鐘信號(hào)，一般用于低速外設(shè)模塊；MCLK主要用于CPU和系統(tǒng)；SMCLK可由軟件選作各個(gè)外設(shè)模塊的時(shí)鐘信號(hào)，主要用于高速外設(shè)模塊。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)ACL

8、K的頻率典型值是32768Hz，即32KHz，MCLK和SMCLK的頻率在0.8MHz1.5MHz，即819.2KHz1536KHz。(2)MSP430F6638有哪些定時(shí)器模塊？其中Timer_A0有多少捕獲/比較器？答：有看門狗定時(shí)器（WDT），基本定時(shí)器（Basic timer1），定時(shí)器A（Timer_A），定時(shí)器B(Timer_B)等。即Timer_A0有五個(gè)捕獲/比較器。(3)定時(shí)器有哪幾種工作模式？各種工作模式的特點(diǎn)和定時(shí)周期如何計(jì)算？其最大定時(shí)周期分別是多少？答：定時(shí)器工作模式有：停止模式，增計(jì)數(shù)模式，減計(jì)數(shù)模式，增減計(jì)數(shù)模式。停止模式主要是使定時(shí)器停止、暫停。增計(jì)數(shù)

9、模式是從0開始計(jì)數(shù)，直到設(shè)定的一個(gè)值ccr0，超過(guò)就回到0，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)中斷，時(shí)間就是ccr0的時(shí)間，減模式就是設(shè)定一個(gè)初值ccr0，計(jì)數(shù)器會(huì)一直減，直到減到0，又將產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)中斷，時(shí)間為ccr0。增減計(jì)數(shù)模式，即計(jì)數(shù)器從0開始計(jì)數(shù)，直到ccr0，又開始減計(jì)數(shù)，直到回到0，此時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷，時(shí)間為2倍 ccr0。七、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 實(shí)驗(yàn)開始并未出現(xiàn)矩形波，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是示波器的問(wèn)題，更換示波器后波形正常。實(shí)驗(yàn)四：LED數(shù)碼管的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解TM1638芯片工作原理與使用方法；(2) 掌握LED數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示控制。2. 實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)MSP430F6638端口

10、控制TM1638芯片以實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示，例如用數(shù)碼管顯示自己八位學(xué)號(hào)。進(jìn)階提高：循環(huán)顯示兩個(gè)人的學(xué)號(hào)。二、實(shí)驗(yàn)原理(1) TM1638控制芯片TM1638是帶鍵盤掃描接口的LED驅(qū)動(dòng)控制專用電路，內(nèi)部集成有MCU數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED高壓驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描等電路。主要應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、家庭影院等產(chǎn)品的高段位顯示屏驅(qū)動(dòng)。TM1638原理圖如4-1所示，其中SEG_DIO，SEG_CLK，SEG_STB與MSP430芯片中P3.5，P3.4，P3.2三個(gè)IO口相連，僅占用3個(gè)端口即可完成數(shù)據(jù)的輸入輸出，大大節(jié)約單片機(jī)的IO口和開發(fā)板的空間，降低了布線的難度。TM1638與MSP430實(shí)驗(yàn)箱連

11、接示意圖如圖4-1所示，實(shí)驗(yàn)開發(fā)板LED數(shù)碼管對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖4-2。圖4-1MSP430與TM1638連接示意圖圖4-2實(shí)驗(yàn)開發(fā)板LED數(shù)碼管對(duì)應(yīng)關(guān)系圖TM1638的各引腳定義如圖4-3所示。圖4-3TM1638各引腳定義(2) TM1638接收數(shù)據(jù)串行數(shù)據(jù)傳輸格式：讀取和接收1個(gè)BIT都在時(shí)鐘的上升沿操作。數(shù)據(jù)接收（寫數(shù)據(jù)）時(shí)序如圖4-4所示。圖4-4TM1638數(shù)據(jù)接收時(shí)序圖以下寫數(shù)據(jù)代碼僅作為參考。（更多關(guān)于TM1638的程序請(qǐng)參考給出的TM1638.h和TM1638.c兩個(gè)文件以及芯片說(shuō)明書）voidTM1638_Write(unsignedcharDATA)/寫數(shù)據(jù)函數(shù)unsigned

12、chari;DIO_OUT;/將DIO配置為輸出狀態(tài)for(i=0;i<8;i+)CLK_low;if(DATA&0x01)DIO_high;elseDIO_low;CLK_high;DATA>>=1;/數(shù)據(jù)左移一位(3) LED數(shù)碼管顯示圖4-5共陰極數(shù)碼管連接圖圖4-5給出一個(gè)共陰數(shù)碼管的連接示意圖，如果讓該數(shù)碼管顯示“0”，那你需要在GRID1為低電平的時(shí)候讓SEG1，SEG2，SEG3，SEG4，SEG5，SEG6為高電平，SEG7為低電平，即在00H地址單元里面寫數(shù)據(jù)3FH就可以讓數(shù)碼管顯示“0”。共陰極LED數(shù)碼管編碼如表4-1所示。表4-1共陰極LED數(shù)

13、碼管編碼表0123456789ABCDEF3F065B4F666D7D077F6F777C395E7971(4) 開發(fā)板上LED地址開發(fā)板共有8個(gè)LED數(shù)碼管,從左至右其地址分別為:08h,0ah,0ch,0eh,00h,02h,04h,06h。例如:constuint8_tDisp8=0,8,0,1,2,1,4,0;/要顯示的學(xué)號(hào)constuint8_tNum16=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;/段碼constuint8_tAddr8=08h,0ah,0ch,0e

14、h,00h,02h,04h,06h;/地址WriteDATA(Addr0,NumDisp0);/最左邊的數(shù)碼管顯示第一位學(xué)號(hào)(5) ACLK設(shè)置初始化時(shí)，需要設(shè)置ACLK引腳輸出，即P1DIR|=BIT0;P1SEL|=BIT0;三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 將PC與開發(fā)板相連；2. 建立CCS工程；3. 選擇對(duì)該工程進(jìn)行編譯鏈接，生成.out 文件。然后選擇 ，將程序下載到實(shí)驗(yàn)板中。程序下載完畢之后，可以選擇全速運(yùn)行程序，也可以選擇單步調(diào)試程序，選擇 F3 查看具體函數(shù)。也可以程序下載之后，按下，軟件界面恢復(fù)到原編輯程序的畫面。再按下實(shí)驗(yàn)板的復(fù)位鍵，運(yùn)行程序。四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 按下按鍵1顯示08012202

15、，按下按鍵2顯示08012208。五、實(shí)驗(yàn)代碼#include <msp430f6638.h>#include "TM1638.h"const uint8_t Disp18=0,8,0,1,2,2,0,2;const uint8_t Disp28=0,8,0,1,2,2,0,8;const uint8_t Num16=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;/段碼const uint8_t Addr8=0x08,0X0a,0X0c,0X0e,0

16、X00,0X02,0X04,0X06;/地址/原始void main(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/ Stop watchdog timer P3DIR |= BIT2+BIT4+BIT5; init_TM1638(); unsigned char i; while(1) for(i = 0; i < 8; i+) Write_DATA(Addri,NumDisp1i); /進(jìn)階void main(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/ Stop watchdog timer P3DIR |= BIT2+BIT4+BIT5; init_TM1638(); Write_DATA(Addr0,NumDisp10); unsigned char i; unsigned char stu=1;P4REN |= BIT2+BIT3;P4OUT |= BIT2+BIT3; while(1) if(P4IN&BIT2)=0)/沒(méi)有按下 stu=1; if(P4IN&BIT3)=0) stu=2; for(i=0;i<8;i+) if(stu=1) Writ