MSP430單片機(jī)的通用IO接口

第3章MSP430單片機(jī)的通用IO接口I/O口是單片機(jī)控制系統(tǒng)對外溝通的最基本部件，從基本的鍵盤、LED顯示到復(fù)雜的外設(shè)芯片等，都是通過I/O口的輸入、輸出操作來進(jìn)行讀取或控制的。為滿足單片機(jī)系統(tǒng)對外部設(shè)備控制的需要，MSP430提供了許多功能強(qiáng)大、使用方便靈活的輸入/輸出接口。為了減少芯片引腳的數(shù)量以降低芯片的成本，又提供更多功能的I/O口，現(xiàn)在許多單片機(jī)都采用了I/O口復(fù)用技術(shù)，即端口可作為通用的I/O口使用，也可作為某個特殊功能的端口使用，用戶可根據(jù)系統(tǒng)的實際需要來定義使用。這樣就為設(shè)計開發(fā)提供了方便，簡化了單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計工作。

MSP430F249單片機(jī)的每組I/O口都有4個控制寄存器，分別為方向控制寄存器PxDIR、輸入寄存器PxIN、輸出寄存器PxOUT和功能選擇寄存器PxSEL，此處，小寫字母“x”表示6組I/O口的數(shù)字序號，x=1~6，即P1口的方向控制寄存器為P1DIR，P6口的方向控制寄存器為P6DIR。另外，P1和P2口還具有3個中斷寄存器，分別為中斷允許寄存器PxIE、中斷沿選擇寄存器PxIES和中斷標(biāo)志寄存器PxIFG，此處，x=1~2。Px口的每個引腳都可以單獨配置成輸入或者輸出方向的控制。需要注意的是：MSP430系列單片機(jī)端口輸出電流最大為6mA，當(dāng)需要驅(qū)動比較大的負(fù)載的時候，需要利用三極管或者緩沖器來提高端口的驅(qū)動能力。MSP430單片機(jī)的I/O口為雙向I/O口，因此在使用I/O口前首先要用方向選擇寄存器來設(shè)置每個I/O口的方向，在程序運行中還可以動態(tài)改變I/O口的方向。例如P1.0、P1.1、P1.2接有按鍵，P1.4、P1.5、P1.6接有LED，通用I/O接口應(yīng)用示例如圖3.1所示。P1DIR|=BIT4+BIT5+BIT6;//P1.4、P1.5、P1.6設(shè)為輸出P1DIR&=~(BIT0+BIT1+BIT2);//P1.0、P1.1、P1.2設(shè)為輸入(可省略)圖3.1通用I/O接口應(yīng)用示例圖P1OUT=BIT4+BIT5+BIT6;//P1.4~P1.6輸出高電平//二極管陽極接高電平，二極管不發(fā)光if((P1IN&BIT0)==0)P1OUT|=BIT4;//P1.4輸出低電平點亮LED實例3.1彩燈控制

任務(wù)要求：利用MSP430F249單片機(jī)的P1口控制8個發(fā)光二極管LED1~LED8，P1口接入三個開關(guān)K1~K3，當(dāng)K1閉合時，LED1和LED4閃爍，閃爍時間1s；當(dāng)K2閉合時，LED2和LED5閃爍，閃爍時間2s；當(dāng)K3閉合時，LED1~LED8循環(huán)閃爍，閃爍時間1s。分析說明：發(fā)光二極管LED是一種半導(dǎo)體器件，當(dāng)兩端壓降大于1V時，通過5mA左右的導(dǎo)通電流時即可發(fā)光。導(dǎo)通電流越大，亮度越高，但若電流過大，會燒毀二極管，一般我們控制在3~20mA。在這里，給發(fā)光二極管串聯(lián)一個電阻的目的就是為了限制通過發(fā)光二極管的電流不要太大，因此這個電阻又稱為“限流電阻”，通常取300～1000Ω。MSP430F249單片機(jī)的I/O口輸出電流最大為6mA，所有電流之和不超過48mA。且當(dāng)其I/O口輸出“0”時，可以吸收最大40mA的電流。因此采用單片機(jī)I/O口控制發(fā)光二極管負(fù)極的設(shè)計。圖3.2實例3-1彩燈控制硬件電路圖#include<MSP430f249.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*********軟件延遲ms子程序*********/voiddelayus(uintt){

uinti;

while(t--)

for(i=1300;i>0;i--);}voidmain(void){

uintmask=0x01;WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗

P1DIR=0xFF;//設(shè)置方向為輸出

P1SEL=0x00;//設(shè)置為普通I/O口

P1OUT=0xFF;//LED輸出全部關(guān)閉

while(1){if((P2IN&0x07)==0x06)//K1開關(guān)閉合

{P1OUT^=(BIT0+BIT4);//LED0，LED4閃爍delayus(100);//延遲0.1s}elseif((P2IN&0x07)==0x05)//K2開關(guān)閉合

{P1OUT^=(BIT1+BIT5);//LED1，LED5閃爍

delayus(200);//延遲0.2s}elseif((P2IN&0x07)==0x03)//K3開關(guān)閉合

{P1OUT=~mask;//LED逐個點亮

delayus(100);//延遲0.1smask+=mask;//mask的值從0x01,0x02,0x04...0x80，對應(yīng)8個LED

if(mask==0x100)//恢復(fù)到0x01mask=0x01;}if((P2IN&0x07)==0x07)P1OUT=0xFF;//無鍵按下，關(guān)閉全部LED}}在output選file項中，勾選Overridedefault選項，輸入文件名和類型，選擇other單選按鈕，在Output選項中可以有很多種不同的輸出格式選擇。我們可以選擇其中三種格式，一種是即intelstandard（intel公司標(biāo)準(zhǔn)），此時文件名應(yīng)該為flash.hex，這個輸出格式可以供proteus進(jìn)行仿真，但是不能源碼調(diào)試，或者作為單片機(jī)下載的二進(jìn)制文件；一種是即TI公司對MSP430系列單片機(jī)利用BSL方式進(jìn)行燒寫的一種格式，此時文件名應(yīng)該為flash.txt；還有一種是這是proteus對MSP430系列單片機(jī)實現(xiàn)源碼級調(diào)試一種文件格式，此時文件名應(yīng)該為flash.d90，為以后程序調(diào)試方便，可以選擇最后一種。其他的輸出文件格式就不一一介紹了。實例3-2花樣彩燈控制任務(wù)要求：利用MSP430F249單片機(jī)的P1口控制8個發(fā)光二極管LED1~LED8，點亮順序如表3-9所示，每個發(fā)光二極管點亮?xí)r間為0.5s。#include<MSP430f249.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineSHIFT_NUM8//移位循環(huán)次數(shù)8enumLED_MODE{LEFT_SHIFT_ON,//單個LED左移模式

RIGHT_SHIFT_ON,//單個LED右移模式

LEFT_SHIFT_OFF,//多個LED左移模式

RIGHT_SHIFT_OFF,//多個LED右移模式};enumLED_MODEmode;/*********軟件延遲ms子程序*********/voiddelayus(uintt){

uinti;

while(t--)

for(i=1300;i>0;i--);}voidmain(void){

uintmask=0x01;

uchari;

ucharmode=LEFT_SHIFT_ON;WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗

P1DIR=0xFF;//設(shè)置方向為輸出

P1SEL=0x00;//設(shè)置為普通I/O口

P1OUT=0xFF;//LED輸出全部關(guān)閉

while(1){

for(i=0;i<SHIFT_NUM;i++){

switch(mode){caseLEFT_SHIFT_ON://單個LED左移模式

mask<<=1;

if(mask==0x100)//下一個狀態(tài)的初始值

mask=0x80;break;caseRIGHT_SHIFT_ON://單個LED右移模式

mask>>=1;

if(mask==0x00)//下一個狀態(tài)的初始值

mask=0x01;break;caseLEFT_SHIFT_OFF://多個LED左移模式

mask<<=1;mask|=1;

if(mask==0x1FF)//下一個狀態(tài)的初始值

mask=0x7F;break;caseRIGHT_SHIFT_OFF://多個LED右移模式

mask>>=1;mask&=~0x80;

if(mask==0x00)//下一個狀態(tài)的初始值

mask=0x01;break;}P1OUT=~mask;//LED輸出

delayus(100);//延遲0.1s}mode++;//顯示模式變換

mode%=4;}}實例3-3

帶按鍵選擇的花樣燈任務(wù)要求：利用MSP430F249單片機(jī)的P1口控制8個發(fā)光二極管LED1~LED8，發(fā)光二極管根據(jù)P0口的接入的開關(guān)K1~K5完成不同的顯示花樣變換。當(dāng)K1閉合時，LED1和LED2點亮，延遲0.1s之后LED2和LED3點亮，最后是LED7和LED8點亮后重新開始；當(dāng)K2閉合時，LED1~LED8相當(dāng)于8位二進(jìn)制數(shù)，延遲0.1s之后加一并點亮對應(yīng)的LED；當(dāng)K3閉合時，先LED1~LED4點亮，延遲0.1s后LED5~LED8點亮;隨后LED1~LED2、和LED5~LED6點亮，延遲0.1s后LED3~LED4、LED7~LED8逐次點亮，最后LED1、LED3、LED4、LED6點亮，延遲0.1s后LED2、LED4、LED6、LED8點亮后重新開始；當(dāng)K4閉合時，顯示如圖3.xxxx，圖中0部分為發(fā)光的LED。即先點亮P1.0~P1.3引腳連接的4個LED，然后讓LED從右向左移動，當(dāng)P1.7引腳連接的LED點亮后，下一步重新點亮P1.0，依次循環(huán)。圖3.14實例3-3硬件電路圖#include<MSP430f249.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*********軟件延遲ms子程序*********/voiddelayus(uintt){

uinti;

while(t--)

for(i=1300;i>0;i--);}voidmain(void){

uchari;

ucharval=0;ucharmask1=0x80;

ucharmask2=0x01;ucharmode=4;staticunsignedcharLEDs=0x0f;//靜態(tài)變量用于存儲LEDs發(fā)光狀態(tài)WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗

P1DIR=0xFF;//設(shè)置方向為輸出

P1SEL=0x00;//設(shè)置為普通I/O口

P1OUT=0xFF;//LED輸出全部關(guān)閉

while(1){if((P2IN&0x1F)==0x01E)//K1開關(guān)閉合

{val=0x03;for(i=0;i<8;i++)//兩位LED同時移動

{P1OUT=~val;val<<=1;delayus(1000);}}elseif((P2IN&0x1F)==0x1D)//K2開關(guān)閉合{P1OUT=~(val++);//LED按照二進(jìn)制數(shù)據(jù)累加顯示

delayus(1000);}elseif((P2IN&0x1F)==0x1B)//K3開關(guān)閉合

{switch(mode){case4://每四個一組LED間隔顯示

P1OUT=0xF0;delayus(1000);P1OUT=0x0F;delayus(1000);break;case2://每兩個一組LED間隔顯示

P1OUT=0xCC;delayus(1000);P1OUT=0x33;delayus(1000);break;case1://每一個LED間隔顯示

P1OUT=0x55;delayus(1000);P1OUT=0xAA;delayus(1000);break;}mode/=2;

if(mode==0)mode=4;}elseif((P2IN&0x1F)==0x17)//K4開關(guān)閉合

{P1OUT=~(mask1|mask2);//兩個LED對向移動顯示

mask1>>=1;mask2<<=1;delayus(1000);if((mask1|mask2)==0x00){mask1=0x80;mask2=0x01;}}elseif((P2IN&0x1F)==0x0F)//K5開關(guān)閉合

{P1OUT=LEDs;//四個LED循環(huán)顯示

delayus(1000);if(((LEDs&0x01)==0X01)&&(LEDs!=0x0F)){

LEDs=LEDs<<1;

LEDs+=1;}else

LEDs=LEDs<<1;

if(LEDs==0xE0)

LEDs+=1;}P1OUT=0xFF;//關(guān)閉全部LED}}實例3-416個花樣燈控制任務(wù)要求：利用MSP430F249單片機(jī)的P1和P4口控制16個發(fā)光二極管LED1~LED16，發(fā)光二極管有8種花樣顯示，顯示速度可調(diào)，由P2口三個按鍵K1~K3控制，分別是模式按鍵、加速和減速按鍵。這三個按鍵和前面所用的開關(guān)不同，按鍵在按下后會在內(nèi)部彈性元件的作用下自動彈起。模式按鍵按下一次，花樣顯示模式變換一次，按下8次后循環(huán)到第一種模式，加速和減速按鍵可以控制LED的閃爍速度。圖3.1616個LED花樣燈硬件電路圖3.3LED數(shù)碼管顯示顯示字符P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0共陰極段碼共陽極段碼hgfedcba0001111113FHC010000011006F92010110115BA43010011114FB040110011066995011011016D926011111017D8270000011107F88011111117F809011011116F90A011101117788b011111007C83C0011100139C6d010111105EA1E011110017986F01110111718E實例3-5

單個數(shù)碼管顯示任務(wù)要求：使用MSP430F249單片機(jī)實現(xiàn)單個8段共陰極數(shù)碼管的顯示，依次循環(huán)顯示0~15的十六進(jìn)制數(shù)，即“0~F”。#include<MSP430x24x.h>unsignedcharconstled_tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,//共陰數(shù)碼管編碼表0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};voiddelayus(unsigned

intt){unsignedinti;

while(t--)

for(i=1330;i>0;i--);}voidmain(void){unsignedchari;WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//關(guān)閉看門狗

P1DIR=0xFF;//設(shè)置方向為輸出

P1OUT=0x00;while(1){