MSP430F5529火箭板 ---＞基于定时器A的LED灯闪烁实验

2021-01-20 来源：eefocus

实验内容：上电点亮MSP430F5529 Launch Pad 上板载的红色LED，同时使用定时器让绿色LED闪烁

实验准备：
1、硬件：MSP430F5529 Launch Pad
2、软件：Code Composer Studio集成开发工具（CCS）
3、CCS的使用安装方法可参考《Windows环境Code Composer Studio 下载和使用教程》文章链接：link
4、本次实验使用到的物理层的分析可参考文章：link

一、定时器——Timer_A

在进入正题之前，我们先来了解一下MSP430F5529的定时器，本次实验我们使用Timer_A定时器，这里需要注意的是MSP430F5529一共有3个A类定时器，分别是Timer0_A5、Timer1_A3、Timer2_A3
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在这里需要提一下的是Timer_A定时器有6种寄存器，都是以TAx开头，如果该寄存器涉及捕获比较单元的后面会有个n

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上面我们大致了解了一下MSP430F5529有关定时器Timer_A的相关寄存器个数和A类定时器的个数，下面我们就寄存器配置方法进行分析：

1、Timer_A框图
在学习使用Timer_A之前我们一定要先大致了解一下Timer_A的流程框图，这有助于我们理解定时器的工作原理，框图如下：
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在Timer_Ax控制寄存器(TAxCTL)中TASSEL位用来选择Timer_A的时钟来源，ID位选择分频系数，TACLR位的置位可对IDEX和ID分频系数进行清除同时清除计数，TAxR寄存器控制Timer_A的计数，MC位设置计数模式，当计数到指定数值时可产生定时器中断从而进入中断服务函数，进而实现我们想要的实现效果。
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2、捕获比较单元
这里我们讲一下捕获比较单元TAxCCRn，定时器A的捕获比较单元一共有5个 —> TA0CCR0~TA0CCR4
在这5个比较捕获单元中，只有TA0CCR0支持增计数，TA0CCR0单独使用一个中断向量，且优先级最高，其他TA0CCR1~TA0CCR4共用一个中断向量。

假设主频时钟为1Mhz，那么产生1个计数就是1 1 M h z dfrac{1}{1Mhz}1Mhz1us ，若要产生1s的时间延时，就需要计数1000,000次，则配置TA0CCR0 = 1000,000

3、MC工作模式
查阅《MSP430x5xx and MSP430x6xx Family User Guide》可知，MC一共有4种模式
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①MC_0 ：系统默认的工作模式，该模式下Timer_A禁止工作，停止之后不会发生复位，重新计数时以暂停之前的配置进行计数，相当于暂停功能

②MC_1：向上计数模模式
----该模式下禁止从0xFFFF开始计数；
----该模式下从0向上增计数到ATxCCR0，实际计数个数是ATxCCR0+1，计满后重新从0开始向ATxCCR0计数
----当定时器计数到ATxCCR0时，中断标志位CCIFG（捕获比较中断信号标志）会自动置位，当定时器的TAxCCR0返回0时TAIFG（溢出中断标志）置位，TAIFG置位后一定要手动清0
----当TAxR的计数值大于TAxCCR0时，定时器立刻从0开始计数；
----在定时器运行时修改TACCR0，如果新的周期值大于或等于旧的周期值，或大于当前的定时器计数值，那么定时器立刻开始执行新周期计数。如果新周期小于当前的计数值，那么定时器回到0。但是，在回到0之前会多一个额外的计数。

③MC_2：连续计数模式
----在该模式下，定时器重复计数到0xFFFH，然后从0重新开始增计数(除非每次重装计数初值)，当TAxCCR0计数值从0xFFFF计数到0的时候产生一个TAIFG（溢出中断标志）

连续模式的应用：
应用：连续模式下利用捕获/比较器产生需要的时间间隔.
原理：计数在一直进行，捕获器TACCRX中存有第一个计数终值，每次捕获器计到TACCRX时，会产生中断标志，我们可以在中断服务函数中写入一个计算好的下一个的计数终值，这样无限计算和中断下去，那么该捕获器就会产生一个稳定的时间间隔序列。
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④MC_3：向上/向下计数模式(常用于产生PWM波)
----先递增计数到TAxCCR0，再从TAxCCR0递减计数到0，重复执行
----该模式下，计数方向是固定的，即让定时器停止后再重新启动定时器，它就沿着停止时的计数方向和数值开始计数。如果不希望这样，就需要将TACLR置位来清除方向。TACLR位能清除TAR的值和定时器的时钟分频以及计数方向。
----当定时器运行时，改变TACCR0的值，如果正处于减计数的情况，定时器会继续减到0，新的周期在减到0后开始；如果正处于增计数状态，新周期大于等于原来的周期，或比当前计数值要大，定时器会增计数到新的周期；如果新周期小于原来的周期，定时器立刻开始减计数，但是，在定时器开始减计数之前会多计一个数。

4、TAxCCTLn 寄存器功能介绍

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捕获模式
设置CAP(位8)，当CAP =1 时，选择捕获模式，所谓捕获，就是我们来检测外围的信号跳变时刻（此时刻理解为数字信号，即脉冲），此信号乃为我们捕获的对象，可以测量信号的脉冲宽度，即频率等；捕获模式可用于记录时间事件，比如速度估或时间测量等；

利用外部信号的上升沿、下降沿或上升下降沿触发来测量外部或内部事件，也可以由软件停止。捕获源可以由CCISx选择CCIxA,CCIxB,GND,VCC。完成捕获后相应的捕获标志位CCIFGx置一，当输入信号的触发沿来到时，捕获事件发生：
----定时器的TAR值复制到TACCRX寄存器中
----中断标志位CCIFG置位
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应用：
利用捕获源的信号来触发捕获TAR的值，并将每次捕获的值都保存到TACCRx中，可以随时读取TACCRx的值，TACCRx是个16位的寄存器，捕获模式用于事件的精确定位。如测量时间、频率、速度等

例子：
利用两次捕获的值来测量脉冲的宽度。或捕获选择任意沿，CCISx=”11“(输入选择VCC)，这样即当VCC与GND发生切换时产生捕获条件

说明：
①捕获信号可能会和定时器时钟不同步，并导致竞争条件的发生。将SCS位置位可以在下个定时器时钟使捕获同步
②如果第二次捕获发生时，第一次捕获的TAR值还没有及时被存到TACCRx，捕获比较寄存器就会产生一个溢出逻辑，COV位在此时置位， COV位必须软件清除

比较模式
这是定时器的默认模式，当在比较模式下的时候，与捕获模式相关的硬件停止工作，如果这个时候开启定时器中断，然后设置定时器终值(将终值写入TACCRx)，开启定时器，当TAR的值增到TACCRx的时候，中断标志位CCIFGx置一，同时产生中断。若中断允许未开启则只将中断标志位CCIFGx置一

例子：
比较模式就像51单片机一样，要能够软件设置定时间隔来产生中断处理一些事情，如键盘扫描，也可以结合信号输出产生时序脉冲发生器，PWM信号发生器。如：不断装载TACCRx，启动定时器，TAR和TACCRx比较产生中断处理。

说明：
当Timer_A要用到TACCR0的值作为终值来计数（也就是增模式或者增减模式），很显然TACCR0的值一定要大于其TACCRx的值，否则那些比TACCR0大的计数值就没有存在的意义了

以向上向下计数模式为例，有如下图：
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总结：
1、相应的中断标志CCIFG置位
2、内部信号EQUx= 1
3、EQUx根据输出模式来影响输出信号
4、输入信号CCI锁存到SCCI中

输出模式
输出模式由OUTMODx位来确定，相应设置如下表：
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说明：
在模式转换的时候，一定要保持OUTMOD至少一位置位，除非转向0模式。所以最好的做法是：先把OUTMOD置为7，然后再清除掉不需要的位

比较模式下，当计数器TAR中的值和TACCRX中的设计值相等时，相应捕获/比较器的EQUx就会置位。那么EQU0、EQUx和OUTMOD是怎么来影响输出的呢？
以模式2为例，该模式的定义是这样的：当定时器计数到TACCRX值时，输出翻转。当定时器计数到TACCR0值时，输出复位。于是，这句话就也可以理解成在模式2的条件下，当EQUx=1时，输出翻转；当EQU0等于1的时候，输出复位。这两个信号这里相当于两个触发（使能）信号了。