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        MSP430--UART模塊

        作者: 時間:2016-11-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        UART是通用異步串行接口的簡稱。串行通信接口是用來與單片機外界系統(tǒng)進(jìn)行通信橋梁,比如可以吧單片機ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(上位機),經(jīng)上位機處理之后在發(fā)回給單片,達(dá)到通信的目的。TI公司的MSP430系列單片機均具有UART功能,其中大部分還和SPI,I2C功能復(fù)用,通過相關(guān)寄存器的配置,可以很輕松地就實現(xiàn)了UART,SPI,I2C的通信功能。在此以MSP430x149為例介紹UART功能及其實現(xiàn)過程。

        1.異步通信的結(jié)構(gòu):

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/322052.htm

        2.UART數(shù)據(jù)格式(數(shù)據(jù)協(xié)議):

        異步通信再不發(fā)送數(shù)據(jù)的時候,通信線路上總是呈現(xiàn)高電平狀態(tài),稱為空閑狀態(tài)。當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送是,信號線變成低電平,并持續(xù)一位的時間用于表示發(fā)送字符的開始,該為稱為起始位。起始位之后在信號線上依次出現(xiàn)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

        起始位,數(shù)據(jù)位由高到低7/8位,地址位 0/1位,奇偶校驗位 奇偶或無,停止位1/2位。數(shù)據(jù)位位數(shù)、地址位、奇偶校驗位、停止位均可由單片機內(nèi)部寄存器控制;這款單片機都有兩個USART模塊,有兩套獨立的寄存器組;以下寄存器命中出現(xiàn)x代表0或是1,0代表對應(yīng)0模塊的寄存器,1代表對應(yīng)1模塊的寄存器;其中,與串口模式設(shè)置相關(guān)的控制位都位于UxCTL寄存器,與接收相關(guān)的控制位都位于UxRCTL寄存器,與發(fā)送相關(guān)的控制位都位于UxTCTL寄存器;波特率設(shè)置用UxBR0、UxBR1、UxMCTL三個寄存器;接收與發(fā)送有獨立的緩存UxRXBUF、UxTXBUF,并具有獨立的移位寄存器和獨立的中斷;中斷允許控制位位于IE1/2寄存器,中斷標(biāo)志位位于IFG1/2寄存器。

        3.波特率設(shè)置:430的波特率設(shè)置用三個寄存器實現(xiàn):
        UxBR0:波特率發(fā)生器分頻系數(shù)低8位。
        UxBR1:波特率發(fā)生器分頻系數(shù)高8位。
        UxMCTL:波特率發(fā)生器分頻系數(shù)的小數(shù)部分實現(xiàn)。
        設(shè)置波特率時,首先要選擇合適的時鐘源:USART模塊可以設(shè)置的時鐘源有UCLK引腳、ACLK、SMCLK;對于較低的波特率(9600以下),可選ACLK作為時鐘源,這樣,在LPM3(低功耗3)模式下,串口仍能正常發(fā)送接收數(shù)據(jù);另外,由于串口接收過程有一個三取二判決邏輯,這至少需要三個時鐘周期,因此分頻系數(shù)必須大于3;波特率高于9600時,將不能使用ACLK作為時鐘源,要調(diào)為頻率較高的SMCLK作為時鐘源;另外還可以外部輸入UCLK時鐘。分頻系數(shù)計算公式如下:

        小數(shù)分頻是MSP430單片機的串口特色之一,UxMCTL寄存器的作用就是控制小數(shù)的分頻,控制方法如下:對應(yīng)位是1,則分頻系數(shù)加一,0則分頻系數(shù)減一;小數(shù)分頻器會自動依次取出每一位來調(diào)整分頻系數(shù)。其計算方法:可以先計算小數(shù)部分一的個數(shù),然后把1均勻的放入UxMCTL的8位中,這樣計算比較簡單,分頻系數(shù)的小數(shù)部分乘以8即得到1的位數(shù),查表得到對應(yīng)的UxMCTL值;另外一種通過計算每一位的錯誤率,交互計算,直到得到最小錯誤率的UxMCTL值,這種方法比較復(fù)雜,但得到的小數(shù)分頻誤差更小。

        4.UART的初始化及復(fù)位

        在初始化或者重新配置UART時,必須按照以下順序進(jìn)行:

        (1)UxCTL寄存器的第0位SWRST置位;

        (2)在SWRST置位的條件下,初始化所有的UART寄存器,包括UxCTL寄存器;

        (3)通過置位模塊使能寄存器MEx的URXEx和UTXEx位使能UART的接受和發(fā)送使能模塊;

        (4)通過軟件復(fù)位UxCTL寄存器的第0位SWRST;

        (5)通過中斷使能寄存器IEx的URXIEx和UTXIEx來使能發(fā)送和接受中斷。

        5.UART的中斷

        (1)發(fā)送中斷:當(dāng)發(fā)送緩沖寄存器UxTXBUF被寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)的時候,UTXIFGx的中斷標(biāo)志位被置位;如果發(fā)送中斷被允許,并且總中斷被使能的話,則會向CPU發(fā)出中斷請求。當(dāng)響應(yīng)中斷請求之后,中斷標(biāo)志位被自動置0,在中斷函數(shù)里邊不需要手動清除標(biāo)志位。

        (2)接收中斷:當(dāng)有數(shù)據(jù)被裝載到發(fā)送緩沖寄存器UxRXBUF時,UTXIFGx的中斷標(biāo)志位被置位;如果接受中斷被允許,并且總中斷被使能的話,則會向CPU發(fā)出中斷請求。當(dāng)響應(yīng)中斷請求之后,中斷標(biāo)志位被自動置0,在中斷函數(shù)里邊不需要手動清除標(biāo)志位。


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