第4章 MSP430通信接口

void main(void) { …… UCA１CTL1 |= UCSWRST; UCA１CTL1 |= UCSSEL_1; UCA１BR0 = 0x03; UCA１BR1 = 0x00; UCA１MCTL = UCBRS_3+UCBRF_0;
UCA１CTL1 &= ~UCSWRST; 态机 UCA１IE |= UCRXIE;


通常情况下，N不是一 个整数，因此，需要 使用调制器。
低频波特率生成


当UCOS16 = 0时即选择为“低频波特率生成” 模式。由于该模式使用低频时钟信号(32.768 kHz晶振)，故其非常适合低功耗应用。 波特率是由分频器和调制器中获得。 寄存器将通过下面公式得出的值来进行配置。
分频因子的整数部分通过预分频器实现
本章结构
4.1 通信系统概述 4.2 USCI模块概述 4.3 通用异步通信协议UART模式
4.4 串行外设接口协议SPI模式
4.5 内部集成电路协议I2C模式
4.6 通用串行总线协议USB模块
4.1 通信系统概述
例如：PC机的标准并行接口LPT1 (打印机接口)、MSP430的P1~P6均可做8 位并行通信
4.4.2 SPI模式操作
当MSP430USCI模块控制寄存器UCTL的UCSYNC置位且 UCMODEx为00、01或10时，串行模块工作在SPI模式，通过4 线（SOMI、SIMO、SCLK及STE）或者3线(SOMI、SIMO及 SCLK)同外界通信。
UCBxRXBUF USCI_Bx接收缓存 UCBxTXBUF USCI_Bx发送缓存
UCBxI2COA UCBxI2CSA
UCBxICTL UCBxIE UCBxIFG UCBxIV
USCI_Bx I2C本机地址 USCI_Bx I2C从机地址
USCI_Bx中断控制 USCI_Bx中断使能 USCI_Bx中断标志 USCI_Bx中断向量
UCBRx = INT(N)
小数部分由带有下面公式的调制器实现
UCBRSx = round[( N – INT(N)) × 8]
过采样波特率生成




当UCOS16 = 1时即选择为“过采样波特率生成”模式。 这个模式具有精确的位时序。它需要时钟源比所需的波特 率高16倍。 通过以下两步可以产生波特率： 将时钟源16分频，再供给第一个调制器，产生BITCLK16。 再将BITCLK16通过16分频后作为第二个调制器的输入来 产生BITCLK。 寄存器将通过下面公式得出的值来进行配置。
线路空闲多机模式
地址位多机模式
UART模式下可用的USCI寄存器
USCI_Ax和USCI_Bx都有SPI模块，下面以USCI_Bx为例，介绍相关 寄存器
名称 UCBxBRW UCBxMCTL UCBxSTAT 描述 USCI_Bx波特率控制字 USCI_Bx调制器控制 USCI_Bx状态寄存器 读/写 读/写 读/写 00h 00h 00h 字节 字节 字节 访问 读/写 读/写 复位值 0001h 0000h 寄存器访问 字 字 UCBxCTLW0 USCI_Bx控制字0
UART帧结构图
起始位 数据区（由低到高） 1位 一般为7位或8位 校验位 停止位 1位 一般可选为1位或2位
8位数据、无校验、一位停止位的工作示例图
使用UART通信
使用UART通信需要两个引脚：
常用UART接口
USCI介绍：UART模式
UART模块特征包括： 带奇校验、偶校验或非奇偶校验的7或8位数据 独立的发送和接收移位寄存器 独立的发送和接受缓冲寄存器 最低位优先(LSB)或最高位(MSB)优先的数据发 送和接收 多处理器系统的内置空闲线路和地址位通信协议 通过有效的起始位边沿检测，将MSP430从低功 耗唤醒。 波特率可编程控制，支持小数波特率调制 用于错误检测和抑制的状态标志 用于地址检测的状态标志 发送和接收的独立中断能力
UCBRx = INT(N/16) UCBRFx = round([(N/16) – INT(N/16)] ×16)
4.3 通用串行通信接口(USCI)— UART模式 主要内容

UART总线协议 总线结构 工作模式 数据传输时序
MSP430 UART模块 USCI概述 主从机模式 UART模块寄存器 应用示例
// 复位USCI_A1状态机 // CLK = ACLK = 32kHz // 32kHz/9600=3.41 // UCBRS = round[(NINT(N))×8] = 3 // 初始化复位USCI_A1状 // 使能USCI_A1接收中断
#pragma vector=USCI_A0_VECTOR __interrupt void USCI_A0_ISR(void) { switch(__even_in_range(UCA0IV,4)) { case 0: break; // Vector 0 – 无中断 case 2: // Vector 2 – RXIFG while (!(UCA0IFG&UCTXIFG)); // USCI_A1发送缓冲是否准备就绪？ UCA0TXBUF = UCA0RXBUF; // 将接收到的字符传递给发送缓冲 break; case 4: break; // Vector 4 - TXIFG default: break; } }
4.2 USCI模块概述
USCI模块特性




低功耗运行模式（自动启动） 两个独立模块： USCI_A： 支持Lin/IrDA的UART； SPI( 主/从、3线和4线模式)。 USCI_B： SPI (主/从、3线和4线模式)； 2 I C (主/从, 高达400 kHz)。 双缓冲TX/RX； 波特率/位时钟发生器： 自动波特率检测； 灵活的时钟源。 RX干扰抑制； 使能DMA； 错误检测。
// Echo back RXed character, confirm TX buffer is ready first #pragma vector=USCI_A1_VECTOR __interrupt void USCI_A1_ISR(void) { switch(__even_in_range(UCA1IV,4)) { case 0:break; // Vector 0 - no interrupt case 2: // Vector 2 - RXIFG while (!(UCA1IFG&UCTXIFG)); // USCI_A0 TX buffer ready? UCA1TXBUF = UCA1RXBUF; // TX -> RXed character break; case 4:break; // Vector 4 - TXIFG default: break; } }
初始化USCI模块

使用USCI模块之前，要先对其进行初始化配置。 建议采用以下步骤初始化或重配置USCI模块：

置位UCAxCTL1的UCSWRST； 初始化USCI寄存器；


配置相应引脚端口；
软件清零UCSWRST；

使能UCxRXIE和/或UCxTXIE中断。
波特率生成
对于一个特定的时钟 源的频率，分频值下 列公式给出：
读/写 读/写
读/写 读/写 读/写 读
0000h 0000h
0200h 00h 02h 0000h
字 字
字 字节 字节 字
例题1 通过串口向目标板发送数据，将收到同样的数据反馈
#include <msp430f6638.h> int main() { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT P7DIR |= (1<<4)|(1<<5);//方向设置为输出 P7OUT |= ~(1<<5); P7OUT |= (1<<4); P8SEL |= 0X0C; UCA1CTL1 |= UCSWRST; // **Put state machine in reset** UCA1CTL1 |= UCSSEL_1; // CLK = ACLK UCA1BR0 = 0x03; // 32kHz/9600=3.41 (see User's Guide) UCA1BR1 = 0x00; UCA1MCTL = UCBRS_3+UCBRF_0; // Modulation UCBRSx=3, UCBRFx=0 UCA1CTL1 &= ~UCSWRST; // **Initialize USCI state machine** UCA1IE |= UCRXIE; // Enable USCI_A0 RX interrupt __bis_SR_register(GIE); // Enter LPM3, interrupts enabled }
UART普通模式
这是最普遍采用的工作模式，也是最为简单的工作模式。 示例：回应接收的字符，开启接收中断，每接收到一个字符，就进入中断 处理函数，将接收缓冲寄存器的值赋给发送缓冲寄存器，波特率为9600， ACLK = 32768Hz crystal, MCLK = SMCLK = DCO ~1.045MHz， 波特率配置计算方法： ACLK / Baud = 32768Hz ÷ 9600 = 3.41· · · · · · · · · · · · · UCA1BR0 = 0x03; UCA1BR1 = 0x00; 由于ACLK / Baud <16，round[(N-INT(N))×8] = 3

全双工串行接口(UART)应rsal Asynchronous Receiver ，异步 RxD RxD and Transmitter UART 通信设备 通信收发器），俗称“串口”。 模块 串口是嵌入式系统与外界联系的重要手段，主要用于以下 TxD TxD 两个方面： RS232 片内 1、 UART直接和其他的控制器进行数据交换 电平转换 RxD RxD UART PC机串口 模块 2、 UART和PC机通信：由于PC机串口是RS232电平，所 以连接时需要使用RS232转换器