东南大学MSP实验报告第三,四次解析

东南大学自动化学院实验报告课程名称： MCU技术及综合课程设计第 3 次实验实验名称：实验三：定时器输出PWM波形院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：杨淳元学号：08012131实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2015年5月7日评定成绩：审阅教师：目录一、实验目的和要求 (2)二、实验原理 (2)三、实验方案与实验步骤 (6)四、实验设备与器材配置 (7)五、实验记录 (7)七、思考题或讨论题 (8)八、附上源代码 (9)一、实验目的和要求1) 实验目的(1) 学习MP430单片机的时钟原理和定时器使用方法。

(2) 认识学习PWM波形的作用及原理。

2) 实验要求编写程序输出1s周期的PWM波形，产生两路PWM波形从引脚P1.2和P1.3分别输出。

CCR0中的值定义了PWM信号的周期，CCR1，CCR2中的值定义了PWM信号的占空比。

定时使用32.768KHz的ACLK作为输入时钟源，P1.2上的占空比为75%，P1.3上的占空比为25%。

二、实验原理1)Timer_A定时器模块框图如图3-1所示。

由图3-1可知，Timer_A 模块可以有三种时钟源输入。

分别是ACLK，SMCLK，TAxCLK。

时钟源的选择通过TASSEL 信号来完成。

被选择的时钟源可以直接送给TIMER 模块，或者通过ID 信号进行2,4,8分频。

选择的时钟信号还可以通过TAIDEX 信号进一步做2,3,4,5,6,7 或者8 分频。

当TACLK 信号被设置的时候，TIMER 的时钟分频逻辑被复位。

图3-1 Timer_A 模块框图2)Timer A 控制寄存器TA0CTL详细定义如图3-2所示。

图3-2 Timer A 控制寄存器TA0CTL3)定时器中断的中断向量中包含一个独立中断和若干个共源中断，Timer_A模块的中断分类如图3-3所示。

图3-3 Timer_A模块的中断向量分类图1)独立中断源的中断处理TA0CCTL0 = CCIE; //CCR0 中断使能#pargma vector = TIMER0_A0_VECTOR //中断向量定义，可查询头文件得到__interrupt void TIMER0_A0_ISR(void){//添加中断处理代码}2)共源中断向量寄存器TAxIV图3-4共源中断向量寄存器TAxIV共源中断程序switch处理方式：#pragma vector=TIMER0_A0_VECTOR //共源中断入口__interrupt void TIMER0_A0_ISR(void){switch(__even_in_range(TA0IV,14)) //共源中断处理{case 0: fun_no(); break; // No interruptcase 2: fun_CCR1(); break; // CCR1 interruptcase 4: fun_CCR2(); break; // CCR2 interruptcase 6: fun_CCR3(); break; // CCR3 interruptcase 8: fun_CCR4(); break; // CCR4 interruptcase 10: fun_CCR5(); break; // CCR5 interruptcase 12: fun_CCR6(); break; // CCR6 interruptcase 14: fun_overflow(); break; // overflowdefault: fun_default(); break; // default}}3)PWM原理PWM 技术的三个要素，具体如图3-5所示, PWM频率计算见图3-6。

(1) Frequency 时钟频率(2) Duty cycle 占空比(3) Amplitude 信号幅度图3-5 PWM计数三要素示意图图3-6 PWM频率计算示意图4)实验箱I/O硬件电路如图3-7所示。

图3-7 实验箱I/O口P1的硬件电路图三、实验方案与实验步骤四、实验设备与器材配置MSP430F6638，数据线，电脑。

五、实验记录设置p1.2和p1.3为输出，并且把这两个端口接上示波器观察现象。

P1.2端口输出的是占空比为75%的PWM波形.P1.3端口输出的是占空比为25%的PWM波形。

六、实验总结本次试验我学会了利用定时器timerA输出pwm的波形，主要的工作就是设置寄存器计数值。

通过更改控制寄存器能够使用不同的模块，这对今后的程序设计是很重要的启发七、思考题或讨论题(1)430时钟系统产生的ACLK、MCLK和SMCLK各自用于什么场合？系统复位时三种时钟输出的默认值为多少？ACLK为低速时钟，主要为片内一些低速设备提供低速时钟。

MCLK一般为CPU提供运行时钟，但是也可以用于其他高速模块（如定时器和数模转换模块）。

SMCLK为高速时钟，主要为片内一些高速外设提供高速时钟。

(2)MSP430F6638有哪些定时器模块？其中Timer_A0有多少捕获/比较器？三个Timer_A,一个Timer_B。

Timer_A0有5个捕获/比较器。

(3)定时器有哪几种工作模式？各种工作模式的特点和定时周期如何计算？其最大定时周期分别是多少？1）4种，通过设定MC1,MC2实现。

00：停止模式：定时器停止01：增计数模式：定时器重复从0计数到TAxCCR010：连续计数模式：定时器重复从0计数到0FFFFh11：增\减计数模式：定时器重复从0计数到TAxCCR0，再减计算到02）特点如上。

定时周期取决于所选择的时钟，周期为计数最大值除以时钟频率。

最大定时周期：增计数模式：（TAxCCR0+1）/时钟源。

连续奇数:10000h/时钟源增减计数：（2*TAxCCR0+1）/时钟源(4)PWM 控制技术主要运用在哪些场合？如何根据指定的PWM定时周期和占空比来计算计数周期？电机驱动控制转速。

定时周期乘以占空比。

八、附上源代码#include <msp430f6638.h>void main(void){WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关闭看门狗UCSCTL6 &= ~XCAP_3; //配置内接电容值TA0CCR0 = 512-1; // PWM周期TA0CCTL1 = OUTMOD_7; // 复位/置位输出方式TA0CCR1 = 384; // 占空比384/512=75%TA0CCTL2 = OUTMOD_7; // 复位/置位输出方式TA0CCR2 = 128; // 占空比128/512=25%P1DIR |= BIT2 + BIT3; // P1.2和P1.3输出P1SEL |= BIT2 + BIT3; // P1.2和P1.3设置为第二功能：TA0.1和TA0.2 TA0CTL |= TASSEL_1 + MC_1; // ACLK, Timer_A增计数模式for (;;){_BIS_SR(LPM3_bits); // 进入LPM3_NOP();}}东南大学自动化学院实验报告课程名称： MCU技术及综合课程设计第 4 次实验实验名称：实验四：LED数码管的使用院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：杨淳元学号：08012131实验室：实验组别：同组人员：实验时间：2015年5月7日评定成绩：审阅教师：目录一、实验目的和要求 (13)二、实验原理 (13)三、实验方案与实验步骤 (17)四、实验设备与器材配置 (17)五、实验记录 (17)七、思考题或讨论题 (18)八、附上源代码 (18)一、实验目的和要求1）实验目的(1)了解TM1638 芯片工作原理与使用方法；(2)掌握LED 数码管的动态显示控制。

2）实验要求通过MSP430F6638 端口控制TM1638芯片以实现LED 数码管显示，例如用数码管显示自己八位学号。

二、实验原理(1)TM1638控制芯片TM1638 是带键盘扫描接口的LED驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED 高压驱动、键盘扫描等电路。

主要应用于冰箱、空调、家庭影院等产品的高段位显示屏驱动。

TM1638 原理图如4-1所示，其中SEG_DIO，SEG_CLK，SEG_STB 与MSP430 芯片中P3.5，P3.4，P3.2 三个IO 口相连，仅占用3 个端口即可完成数据的输入输出，大大节约单片机的IO 口和开发板的空间，降低了布线的难度。

TM1638与MSP 430 实验箱连接示意图如图4-1所示，实验开发板LED数码管对应关系见图4-2。

图4-1 MSP430 与TM1638连接示意图图4-2 实验开发板LED数码管对应关系图TM1638的各引脚定义如图4-3所示。

图4-3 TM1638各引脚定义(2)TM1638接收数据串行数据传输格式：读取和接收1个BIT都在时钟的上升沿操作。

数据接收（写数据）时序如图4-4所示。

图4-4 TM1638数据接收时序图以下写数据代码仅作为参考。

（更多关于TM1638的程序请参考给出的TM1638.h和TM1638.c两个文件以及芯片说明书）void TM1638_Write(unsigned char DA TA) //写数据函数{unsigned char i;DIO_OUT; //将DIO配置为输出状态for(i=0;i<8;i++){CLK_low;if(DA TA & 0x01){DIO_high;}else{DIO_low;}CLK_high;DATA>>=1; //数据左移一位}}(3)LED数码管显示图4-5 共阴极数码管连接图图4-5给出一个共阴数码管的连接示意图，如果让该数码管显示“0”，那你需要在GRID1 为低电平的时候让SEG1，SEG2，SEG3，SEG4，SEG5，SEG6 为高电平，SEG7 为低电平，即在00H 地址单元里面写数据3FH 就可以让数码管显示“0”。

共阴极LED数码管编码如表4-1所示。

表4-1共阴极LED数码管编码表(4)开发板上LED地址开发板共有8个LED 数码管,从左至右其地址分别为:08h, 0ah,0ch,0eh,00h,02h,04h,06h。

例如:const uint8_t Disp[8] = {0, 8, 0, 1, 2, 1, 4, 0}; //要显示的学号const uint8_t Num[16] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71}; //段码const uint8_t Addr[8] = {08h, 0ah, 0ch, 0eh, 00h, 02h, 04h, 06h}; //地址Write DATA(Addr[0], Num[Disp[0]]); //最左边的数码管显示第一位学号(5)ACLK设置初始化时，需要设置ACLK引脚输出，即P1DIR |= BIT0;P1SEL |= BIT0;三、实验方案与实验步骤四、实验设备与器材配置MSP430F6638，数据线，电脑。