實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)名稱：基本時鐘和低功耗模式

1、實(shí)用文檔實(shí)驗(yàn)名稱：基本時鐘和低功耗模式姓名：學(xué)號：實(shí)驗(yàn)班號：機(jī)器號：一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解 msp430gxxx 基本時鐘模塊的工作原理，掌握其控制方法；2. 掌握利用時鐘信號和中斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)定時功能的方法；3掌握低功耗模式控制方法。二.實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.數(shù)字示波器的使用（在實(shí)驗(yàn)5 中已完成）1）將信號源的波形在示波器上顯示出來，掌握測量周期、頻率、峰峰值的方法；2）用導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)板的地信號與示波器的地信號相連，測量實(shí)驗(yàn)板上的vcc 電源信號是否正常。2.測試上電復(fù)位系統(tǒng)aclk 、和 smclk 時鐘頻率，了解基本時鐘模塊控制寄存器各位作用。新創(chuàng)建一個msp430g2553 項(xiàng)目，在給出的main.c

2、基礎(chǔ)上，編程輸出單片機(jī)上電復(fù)位后的aclk 、和 smclk 時鐘，用示波器測量其頻率值，記錄下來。答：上電復(fù)位后的aclk時鐘頻率為32.77khz 上電復(fù)位后的smclk 時鐘頻率為1.04mhz 程序見程序清單中的程序2.c 思考：1)將實(shí)驗(yàn)板上jp8 中間的兩個插針接到：(1) 32.768kh晶振側(cè)，如圖6-1 ；(2) p2.6/p2.7側(cè)，如圖6-2 。測得 aclk的結(jié)果有何不同? 圖 6-1 圖 6-2 答： 接到 32.768kh 晶振側(cè)時，測得結(jié)果為32.77khz ，接到 p2.6/p2.7側(cè)，測得結(jié)果為890khz。2)在 debug 下如圖 6-3 ，通過 view

3、/register 更改 system clock模塊控制寄存器值，分別置diva1、diva0=01、11；divs1、divs0=10、11；置 lfxt1s0 、lfxt1s0=00 、10，記錄示波器測量得到的aclk （p1.0 輸出）和smclk （p1.4 輸出）的頻率值，填寫在表6-1 、6-2 、6-3中，掌握時鐘模塊各控制寄存器相關(guān)位的作用。實(shí)用文檔圖 6-3 通過 view/register 更改 system clock模塊控制寄存器值表 6-1 divaxx與 aclk關(guān)系diva1 diva0 aclk頻率值作用0 1 16.39khz aclk二分頻1 1 4.0

4、963khz aclk八分頻表 6-2 divsxx與 smclk 關(guān)系divs1 divs0 smclk 頻率值作用1 0 26.6khz smclk 四分頻1 1 133.0khz smclk 八分頻表 6-3 lfxt1sxx與 aclk關(guān)系lfxt1s1 lfxt1s0 aclk頻率值時鐘來源0 0 32.77khz 外部晶振1 0 11.762khz vloclk 3)分析上電復(fù)位后，cpu工作的時鐘信號mclk 頻率值是多少？答： 根據(jù)上電復(fù)位后寄存器的值，可以發(fā)現(xiàn)上電復(fù)位后mclk 頻率值實(shí)際上是與smclk 頻率值相等的（時鐘源均為dco ，且均為一分頻） ，而上電復(fù)位后測得的

5、smclk 時鐘頻率為1.04mhz，故上電復(fù)位后mclk 頻率值為1.04mhz。4)( 提高 ) 置 rsel3rsel0=1111 ；dco2dco0=111；記錄當(dāng)前smclk 的頻率值。這是基本時鐘模塊提供的最高頻率值。答： smlck 的值為 20.1mhz。3.掌握基本時鐘模塊的編程控制參看附錄a 實(shí)驗(yàn)板原理圖，如圖6-1 用跳線將jp8 中的插針信號接到晶振32.768khz 側(cè)。編程控制基本時鐘模塊，設(shè)置aclk分別為下面時鐘頻率，并通過p1.0 輸出 aclk ，用示波器觀察：1） aclk=16.384hz； （外部晶振二分頻，約為32768hz/2 ）答： aclk的頻

6、率為32.77khz 。程序見程序清單中的程序3.1.c 。實(shí)用文檔2） aclk=vloclk/8 ；( 內(nèi)部 vloclk 八分頻，約為12khz/8) 答： aclk的頻率為1.4243khz 。程序見程序清單中的程序3.2.c 。思考：可否通過對時鐘模塊編程在引腳p2.4 上輸出 aclk ？ 為什么？答： 不可以，因?yàn)橐_p2.4 在硬件層面上并未與aclk的輸出引腳相連，所以無論如何對時鐘模塊進(jìn)行編程都無法做到在引腳p2.4 上輸出 aclk 。4.dco 出廠校驗(yàn)值的頻率檢測1）利用出廠校驗(yàn)值，編程使 dco 分別為 1mhz 、16mhz ，通過 p1.4 輸出，并用示波器測量

7、實(shí)際值。答： 1mhz的實(shí)際值為960khz，16mhz的實(shí)際值為15.9mhz。程序見程序清單中的程序4.1.c 。2）（提高） 在實(shí)驗(yàn) 1 例程 test_2553.c基礎(chǔ)上，分別編程使主系統(tǒng)時鐘工作在(1) mclk = 復(fù)位頻率 /8 約 100khz ；(2) mclk=dco=16mhz； 兩種不同mclk 頻率下，觀察燈的亮滅速度有何不同，掌握主系統(tǒng)時鐘的變化對程序執(zhí)行速度的影響。答： 在 mclk = 復(fù)位頻率 /8 時，燈的亮滅速度較慢，在mclk=dco=16mhz時，燈的亮滅速度較快?？梢娭飨到y(tǒng)時鐘頻率越高，程序執(zhí)行的速度越快。程序見程序清單中的程序4.2.c 。5.低功

8、耗模式學(xué)習(xí)程序 l6_lpm.c 見下，用跳線將p2.3 與 l4 短接，將p2.4 用長杜邦線與buzz 短接， p1.1 與 k2短接，用示波器分別觀察p1.0 、p1.4 輸出的 aclk和 smclk ，了解低功耗模式的進(jìn)入和退出。1)運(yùn)行程序，觀察現(xiàn)象，并記錄進(jìn)入低功耗前、進(jìn)入低功耗后、響應(yīng)中斷后、退出中斷后的時鐘、發(fā)光二極管和蜂鳴器狀態(tài)，并做分析。答：進(jìn)入低功耗前：led燈閃亮五次，隨后蜂鳴器鳴響三次，aclk=32.77khz，smclk=1.09mhz 。進(jìn)入低功耗后：led燈不亮，蜂鳴器不響，aclk與 smclk 均無信號。響應(yīng)中斷后：led燈不亮，蜂鳴器鳴響三次，aclk

9、=32.81khz，smclk=1mhz。退出中斷后：led燈不亮，蜂鳴器不響，aclk與 smclk 均無信號。發(fā)生以上現(xiàn)象的原因是在程序執(zhí)行至lpm4前，程序正常執(zhí)行，時鐘有信號；程序執(zhí)行至lpm4后，單片機(jī)進(jìn)入了lpm4 ，cpu 、mclk 、smclk 、dco均禁止，故程序不再向下執(zhí)行，時鐘無信號；中斷發(fā)生之后單片機(jī)被喚醒，恢復(fù)活動模式，中斷子程開始執(zhí)行，時鐘有信號；在退出中斷之后單片機(jī)又回到了lpm4 ，故程序不再向下執(zhí)行，時鐘無信號。2)如果中斷程序中有l(wèi)pm4_exit 語句，運(yùn)行的結(jié)果會有什么不同？請分析。答： 在退出中斷之后，led閃亮五次，蜂鳴器不響，aclk=32.7

10、7khz，smclk=1.06mhz ，隨后 led實(shí)用文檔燈不亮，蜂鳴器不響，aclk與 smclk 均無信號。因?yàn)橹袛嘧映讨嘘P(guān)閉了低功耗模式，所以中斷子程結(jié)束之后單片機(jī)依舊為活動模式，所以程序繼續(xù)向下執(zhí)行，時鐘有信號。不過由于之后程序經(jīng)過循環(huán)體的循環(huán)又執(zhí)行了lpm4;語句，故單片機(jī)又回到了lpm4 ，故程序不再向下進(jìn)行，時鐘無信號。6.（提高）利用輸出的時鐘信號做中斷源，實(shí)現(xiàn)定時功能將任務(wù) 3 中 p1.0 輸出的 aclk=vloclk/8 時鐘信號， 作為 p1.7 的中斷申請信號，用導(dǎo)線將 p1.7與 p1.0 相連即可，在中斷函數(shù)中設(shè)置一個計數(shù)變量，計數(shù)中斷函數(shù)被執(zhí)行的次數(shù)，如果a

11、clk的頻率值為1.5khz（實(shí)驗(yàn)時， 以實(shí)測的為準(zhǔn)） ，那么中斷函數(shù)每被執(zhí)行1500 次表示一秒時間到。利用該定時功能，將8 個發(fā)光二級管設(shè)計成一個秒表，顯示秒值，每秒改變一次8 個發(fā)光二級管的顯示。答： 程序見程序清單中的程序6.1.c 。思考： 如果要每隔5 秒蜂鳴器響一聲，如何在任務(wù)6 的基礎(chǔ)上編程實(shí)現(xiàn)？答： 程序見程序清單中的程序6.2.c 。實(shí)用文檔程序清單：程序 2.c #include io430.h int main( void ) / stop watchdog timer to prevent time out reset wdtctl = wdtpw + wdthold

12、; /p1.0輸出時鐘aclk, p1.4 輸出時鐘smclk p1sel |=bit0+bit4; p1sel2 &=(bit0+bit4); p1dir |=bit0+bit4; while(1); 程序 3.1.c #include io430.h unsigned int i; int main( void ) / stop watchdog timer to prevent time out reset wdtctl = wdtpw + wdthold; /p1.0輸出時鐘aclk, p1.4 輸出時鐘smclk p1sel |=bit0+bit4; p1sel2 &

13、=(bit0+bit4); p1dir |=bit0+bit4; while(ifg1 & ofifg)!=0) ifg1 &=ofifg; for(i=0;i=0 xffff;i+); ; bcsctl3 |= lfxt1s_0; bcsctl1 |= diva_1; while(1); 實(shí)用文檔程序 3.2.c #include io430.h int main( void ) / stop watchdog timer to prevent time out reset wdtctl = wdtpw + wdthold; /p1.0輸出時鐘aclk, p1.4 輸出時鐘s

14、mclk p1sel |=bit0+bit4; p1sel2 &=(bit0+bit4); p1dir |=bit0+bit4; bcsctl3 |= lfxt1s_2; bcsctl1 |= diva_3; while(1); 程序 4.1.c #include io430.h int main( void ) / stop watchdog timer to prevent time out reset wdtctl = wdtpw + wdthold; /p1.0輸出時鐘aclk, p1.4 輸出時鐘smclk p1sel |=bit0+bit4; p1sel2 &=(b

15、it0+bit4); p1dir |=bit0+bit4; /（1）使 dco 為 1mhz if(calbc1_1mhz!= 0 xff) bcsctl1=calbc1_1mhz; dcoctl=caldco_1mhz; /（2）使 dco 為 16mhz 實(shí)用文檔 /* if(calbc1_16mhz!= 0 xff) bcsctl1=calbc1_16mhz; dcoctl=caldco_16mhz; */ while(1); 程序 4.2.c #include io430.h unsigned int i; int main ( void ) unsigned int j; / 定義延

16、時變量wdtctl = wdtpw + wdthold; / 關(guān)閉看門狗/ （1） mclk = 復(fù)位頻率 /8 bcsctl2 |= divm_3; / （2） mclk=dco=16mhz /* if(calbc1_16mhz!= 0 xff) bcsctl1=calbc1_16mhz; dcoctl=caldco_16mhz; */ p2sel &=(bit2+bit5); / 設(shè)置引腳p2.2 和 p2.5 為基本輸入輸出功能p2sel2 &=(bit2+bit5); p2out |=bit2+bit5; / 設(shè)置引腳p2.2 和 p2.5 輸出的初值為1 p2dir

17、|=bit2+bit5; / 設(shè)置端口p2.2 和 p2.5 為輸出方向for (;) / 主循環(huán) p2out =(bit2+bit5); /將 p2.2 和 p2.5 的值取反后輸出for (i=0;i0 xffff;i+); /延時; 實(shí)用文檔程序 l6_lpm.c #include io430.h #include in430.h void delay( unsigned int i) / 延時函數(shù) unsigned int k; /定義局部變量 for (k=0;ki;k+); void blink( ) /led 閃 unsigned int i; for (i=0;i5;i+) p

18、2out &= bit3; delay(0 xe000); p2out |=bit3; delay(0 xe000); ; void buzz( ) / 蜂鳴響 unsigned int i; for (i=0;i3;i+) p2out &= bit4; delay(0 xf800); p2out |=bit4; delay(0 xf800); ; int main ( void ) wdtctl = wdtpw + wdthold; / 關(guān)閉看門狗/ 設(shè)置端口p2.3 輸出，控制led,p2.4 輸出，控制蜂鳴器p2sel &=(bit3+bit4); p2sel2&

19、amp;=(bit3+bit4); p2out |= bit3+bit4; p2dir |= bit3+bit4; / 設(shè)置端口p1.1 允許中斷p1sel &=bit1; p1sel2 &=bit1; p1ren |=bit1; 實(shí)用文檔p1out |=bit1; p1dir &=bit1; p1ies |=bit1; p1ifg &=bit1; p1ie |=bit1; _eint(); /p1.0輸出時鐘aclk, p1.4 輸出時鐘smclk p1sel |=bit0+bit4; p1sel2 &=(bit0+bit4); p1dir |=bit

20、0+bit4; blink(); buzz(); for (;) /主循環(huán) lpm4; / blink(); #pragma vector=port1_vector _interrupt void port_isr( ) buzz(); p1ifg&=(bit1); /清中斷標(biāo)志/lpm4_exit; 程序 6.1.c #include io430.h #include in430.h int main( void ) / stop watchdog timer to prevent time out reset wdtctl = wdtpw + wdthold; /p1.0輸出時鐘a

21、clk p1sel |=bit0; 實(shí)用文檔 p1sel2 &=bit0; p1dir |=bit0; /設(shè)置輸入輸出 p1sel&=bit7; p1sel2&=bit7; p1dir&=bit7; p1sel &=bit1; p1sel2 &=bit1; p1dir |=bit1; p1out |=bit1; p2sel = 0 x00; p2sel2 = 0 x00; p2dir = 0 xff; /設(shè)置時鐘 bcsctl3 |= lfxt1s_2; bcsctl1 |= diva_3; /設(shè)置中斷 p1ies|=bit7; p1ifg&=bit7; p1ie|=bit7; _eint(); lpm0; unsigned int count = 0; unsigned char num = 0; #pragma vector=port1_vector/置 p1 中斷向量_interrupt void led() count+; if(count=1424)/1424根據(jù)之前的實(shí)測值確定 num+; p2out=num; count=0; p1ifg&=bit7; 實(shí)用文檔程序 6.2.c #include io430.h #in