1、 .實(shí)驗(yàn)名稱：中斷技術(shù)、基本時(shí)鐘和定時(shí)功能（實(shí)驗(yàn)4、5）姓名_ 學(xué)號_實(shí)驗(yàn)班號_ 21_機(jī)器號_1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解中斷原理，包括對中斷源、中斷向量、中斷類型號、中斷程序以及中斷響應(yīng)過程的理解；2 掌握單片機(jī)C語言中斷程序設(shè)計(jì)方法；3 了解MSP430G2553基本時(shí)鐘模塊的工作原理，掌握其控制方法；4 掌握利用時(shí)鐘信號和中斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能的方法2、 實(shí)驗(yàn)基本任務(wù)1 中斷響應(yīng)過程的理解 閱讀下面 C 語言中斷程序，說明程序 L4_int.c執(zhí)行的流程和實(shí)現(xiàn)功能。上機(jī)實(shí)踐，回答下面問題，掌握用 C 語言編寫中斷程序的方法。1) 從程序如何判斷用的是哪個(gè)中斷源？其中斷類型號是多少？將實(shí)驗(yàn)板上某

2、一按鍵與該中斷源對應(yīng)的引腳相連，運(yùn)行程序，操作按鍵，觀察現(xiàn)象。答：（注：源程序主函數(shù)中第7、8行有誤，應(yīng)為P1SEL &= BIT5; P1SEL2 &= BIT5; ）1 P1.1為中斷源，中斷類型號為2；2 現(xiàn)象：LED燈一直在閃爍，按下按鍵后閃爍暫停，蜂鳴器響三聲，然后LED燈繼續(xù)閃爍；2） main 函數(shù)中無調(diào)用函數(shù) Buzz 的語句， 函數(shù) Buzz 如何能被執(zhí)行？何時(shí)會(huì)被執(zhí)行？ 據(jù)此描述中斷響應(yīng)過程。答：1 當(dāng)按下按鍵時(shí)函數(shù)Buzz被執(zhí)行； 2 中斷響應(yīng)的過程：P1.1處發(fā)出中斷請求判斷是否滿足響應(yīng)條件若滿足，則CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后，硬件自動(dòng)完成保護(hù)現(xiàn)場的操作從中斷向量表中取中

3、斷向量至PC轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)子程；3) 如果port_int 函數(shù)中不清分中斷標(biāo)志 P1IFG的后果是什么？答：中斷將一直重復(fù)進(jìn)行下去； 4) 如果 L4_int.c中的 PORT1_VECTOR 改為 PORT2_VECTOR， 其他不變，程序執(zhí)行的后果是什么？為什么？（可在中斷處加一斷點(diǎn)，運(yùn)行程序，看現(xiàn)象，分析原因）答：PORT1_VECTOR改為PORT2_VECTOR，其他不變，程序?qū)?huì)無法進(jìn)入中斷。因?yàn)槌绦蛑械闹袛鄬儆赑1引腳的中斷，中斷向量與P2引腳的中斷向量不同，所進(jìn)行的的改動(dòng)則是把中斷程序?qū)懭氲搅薖2引腳的中斷向量對應(yīng)的地址中，而P1引腳的中斷向量對應(yīng)的地址上沒有程序，因此無法

4、執(zhí)行原先的中斷子程。 5) 如果中斷源采用的是P1.5, 按鍵用K7,請?jiān)O(shè)計(jì)連線，修改程序完成以中斷方式響應(yīng)K7的操作。 答：1 只需將程序中對P1.1的操作改為對P1.5的操作即可，程序見附錄程序1；2 連線：將引腳與K6相連，其他連線不變；2.中斷程序編程練習(xí)在實(shí)驗(yàn)板上用跳線將按鍵K5、K6分別與單片機(jī)的P1.4、P1.5相連，編程以中斷方式響應(yīng)按鍵K5和K6的請求：當(dāng)按一次K5鍵，實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出一聲警報(bào)聲；當(dāng)按下一次K6鍵，實(shí)驗(yàn)板上的發(fā)光二極管L1閃3次。主循環(huán)中控制L7循環(huán)閃亮。思考：如果用長導(dǎo)線將按鍵 K5、K6 分別連接在 P2.2 和 P2.5 上，如何修改程序以實(shí)現(xiàn)任務(wù)

5、2 功能？ 答：經(jīng)過分析，1 本程序需要有四個(gè)函數(shù)，分別是延時(shí)函數(shù)、L1閃爍3次的函數(shù)、L7循環(huán)閃爍、以及蜂鳴器響一聲的函數(shù)；2 其次P2端口為輸出端口，分別控制L1、L7和蜂鳴器，本程序中選用P2.1、P2.3、P2.4引腳；P1.4與P1.5作為中斷源；3 應(yīng)注意到本程序有兩個(gè)中斷源，須利用P1IFG判斷產(chǎn)生中斷的中斷源引腳。4 程序見附錄程序2。思考題：如果用長導(dǎo)線將按鍵 K5、K6 分別連接在 P2.2 和 P2.5 上，則應(yīng)設(shè)置P2.2、P2.5為中斷源，設(shè)置中斷向量時(shí)也應(yīng)注意將對P1端口的操作改為對P2端口操作。具體程序見附錄程序2之思考題。3. 數(shù)字示波器的使用 1）將信號源的波

6、形在示波器上顯示出來，掌握測量周期、頻率、峰峰值的方法； 2）用孔孔導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)板的地信號與示波器的地信號相連，測量實(shí)驗(yàn)板上的 Vcc 電源信號是否正常。答：1)a. 信號源的峰峰值為3.20V；b. 周期為1.000ms；c. 頻率為1.000kHz. 2)經(jīng)測量，Vcc=3.64V，正常4. 測試上電復(fù)位系統(tǒng)的ACLK、和SMCLK時(shí)鐘頻率 編程輸出單片機(jī)上電復(fù)位后的ACLK、 和SMCLK時(shí)鐘， 用示波器測量其頻率， 并記錄下來。 思考：上電復(fù)位后，CPU工作的時(shí)鐘信號 MCLK頻率值是多少？ 答：經(jīng)分析1 本程序需要置引腳P1.0、P1.4分別輸出ACLK、SMCLK；2 需要確認(rèn)外部晶

7、振連上；3 具體程序見附錄程序5測試程序。4 測得f(ACLK)=32.79kHz,f(SMCLK)=1.044MHz.思考題上電復(fù)位后，通過觀察寄存器，發(fā)現(xiàn)BCSCTL2寄存器上SELM位為00，SELS位為則0，說明MCLK與SMCLK均由DCO振蕩器控制，所以MCLK的頻率與SMCLK相同，也為1.044MHz。5. 掌握基本時(shí)鐘模塊的編程控制 參看附錄 A實(shí)驗(yàn)板原理圖，用跳線將 JP8 中的插針信號接到晶振 32.768Khz 側(cè)，使晶振與單片機(jī)的 P2.6 和 P2.7 相連。編程控制基本時(shí)鐘模塊，設(shè)置 ACLK 分別為下面時(shí)鐘頻率，并通過 P1.0 輸出 ACLK，用示波器觀察：

8、1） ACLK=4096Hz； （時(shí)鐘源外部晶振，32768Hz/8） 2） ACLK=3KHz；(時(shí)鐘源 VLOCLK, 12KHz/4) 思考：可否編程在引腳 P2.0 上輸出 ACLK？ 為什么？ 答：a. 1）中，應(yīng)使單片機(jī)接外部晶振，并使ACLK的輸出為8分頻；具體程序見附錄程序5之1）b. 2）中，應(yīng)通過BCSCTL3寄存器選擇時(shí)鐘源VLOCLK，并使其輸出為4分頻，具體程序見附錄程序5之2）思考題不能在引腳 P2.0 上輸出 ACLK，因?yàn)椋饕_的特殊功能是由單片機(jī)結(jié)構(gòu)所決定的，P2.0引腳不具有輸出輔助時(shí)鐘的功能.6. DCO出廠校驗(yàn)值的頻率檢測 1）利用出廠校驗(yàn)值，編程使

9、DCO 分別為 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz，通過 P1.4輸出，用示波器測量實(shí)際值。 答：經(jīng)分析知1 P1.4輸出的是SMCLK；2 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz的情況類似，此處僅以1MHz為例，具體程序見附錄程序63 測得真實(shí)值分別為1.002MHz、7.752MHz、12.08MHz、15.94MHz。7. 利用輸出的時(shí)鐘信號做中斷源，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能 將任務(wù) 3 中P1.0 輸出的3KHz ACLK 時(shí)鐘信號，作為 P1.5 的中斷申請信號，用導(dǎo)線將P1.5 與 P1.0相連即可，在中斷子程中設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)變量，計(jì)數(shù)中斷子程被執(zhí)行的次數(shù)，中斷子程每被執(zhí)行 3000

10、 次表示一秒時(shí)間到。利用該定時(shí)功能，將 8 個(gè)發(fā)光二級管設(shè)計(jì)成一個(gè)秒表，顯示秒值，每秒改變一次 8 個(gè)發(fā)光二級管的顯示。答：根據(jù)分析可知a. 需要在實(shí)驗(yàn)5之2）的基礎(chǔ)上進(jìn)行編程；b. 須用跳線板將P2的引腳與LED燈相連；c. 具體程序見附錄程序7思考：如果要每隔 10 秒蜂鳴器響一聲，如何在任務(wù) 5 的基礎(chǔ)上編程實(shí)現(xiàn)？ 答：將P1.7與蜂鳴器相連，增加一個(gè)延時(shí)函數(shù)以及每10秒操作一次P1.7上電位；具體程序見附錄程序7之思考題 3、 實(shí)驗(yàn)選做任務(wù)1.中斷響應(yīng)的理解6） （選做） 去掉 L4_int.c程序最后的那條無限循環(huán)語句， 看看有什么現(xiàn)象？可以去掉嗎？ 答：1 現(xiàn)象：程序很快運(yùn)行結(jié)束，

11、無法響應(yīng)中斷；2 不可去掉無限循環(huán)語句注意: 1) 查看 io430G2553.h 文件末尾處有關(guān)中斷向量偏址的符號定義。 2）為便于了解程序執(zhí)行流程，可在中斷子程入口處設(shè)置一斷點(diǎn)，然后連續(xù)運(yùn)行程序（F5） ，觀察操作按鍵和不操作按鍵兩種情況下程序執(zhí)行的現(xiàn)象有何不同。 2. (選做) 采用事件標(biāo)志處理中斷 閱讀程序L4_intA.c和 L4_intB.c（見后頁） ，描述其實(shí)現(xiàn)功能。在實(shí)驗(yàn)板上將P1.0與一個(gè)按鍵的控制端相連， P1.7與蜂鳴器的控制端相連。 比較L4_intA.c和L4_intB.c二者在編程實(shí)現(xiàn)上有何不同。注意各自中斷子程執(zhí)行時(shí)間的長短。 用L4_intB.c的方法，改寫任

12、務(wù)2的編程。答：不同之處： 1 采用事件標(biāo)志處理中斷時(shí)，按鍵之后機(jī)器做出的反應(yīng)相對較慢，這是因?yàn)樗枰F(xiàn)在中斷子程中設(shè)置flag，再回到主程序根據(jù)flag做相應(yīng)改動(dòng)，耗費(fèi)時(shí)間較長。2 但是采用事件標(biāo)志中斷的一個(gè)好處就是，由于它在中斷子程中只是進(jìn)行了一個(gè)標(biāo)記，你可以在標(biāo)記flag在主程序中發(fā)揮作用之前再次進(jìn)行中斷，將flag改為其它值。它相當(dāng)于解決了一般中斷過程中“中斷執(zhí)行時(shí)，屏蔽其他中斷”的問題。任務(wù)2改寫后的程序程序33.(選做) 按鍵抖動(dòng)處理 程序 L4_Key.C 見后頁， 其功能是用中斷方式相應(yīng)與 P1.2 連接的按鍵，計(jì)數(shù)按鍵的次數(shù)，并將所計(jì)的次數(shù)用 8 個(gè)發(fā)光二極管顯示出來。運(yùn)行該

13、程序，并操作按鍵，觀察實(shí)際操作的次數(shù)與顯示值之間的關(guān)系。編程改進(jìn)L4_Key.C程序，用軟件方式去除按鍵抖動(dòng)的影響。 答：根據(jù)分析，需要在響應(yīng)了第一次下降沿后，加入一定的延時(shí),躲過其它電壓毛刺的產(chǎn)生時(shí)間。具體程序見附錄程序4通過實(shí)驗(yàn)觀察可以發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)之前，二進(jìn)制顯示的數(shù)值明顯大于實(shí)際按鍵數(shù)，而改進(jìn)之后，兩者數(shù)值大致相等。4. DCO出廠校驗(yàn)值的頻率檢測 2） （選做）控制發(fā)光二級管通過延時(shí)閃亮，編程分別使主系統(tǒng)時(shí)鐘工作在 （1）MCLK=復(fù)位頻率/8 約 100KHz； （2）MCLK=DCO=16MHz； 兩種不同頻率下，觀察燈的亮滅速度有何不同，掌握主系統(tǒng)時(shí)鐘的變化對程序執(zhí)行速度的影響 答

14、：根據(jù)分析a. （1）須選擇8分頻；b. （1）須具備延時(shí)函數(shù)與LED燈亮函數(shù)；c. （2）須選擇DCO時(shí)鐘源，并使用出廠校驗(yàn)值16MHz；d. （2）須具備延時(shí)函數(shù)與LED燈亮函數(shù)；e. 具體程序見附錄選作4之1）和選作4之2）f. 實(shí)驗(yàn)觀察到兩種不同頻率下，第一種情形下燈的亮滅速度非常慢，而第二種情形下燈的亮滅速度非常快，則說明：主系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的加快會(huì)加速執(zhí)行速度。5. （選做）改用 4 個(gè)數(shù)碼管顯示秒值，重新完成必做任務(wù) 7答：本題需要用到數(shù)碼管的知識(shí)，需要標(biāo)志值，具體程序見附錄選作5程序四、小結(jié) 總的來說，我覺得這次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很多，但是收獲也是很大的；并且在這個(gè)過程中重溫了課本，加深了

15、對課本上抽象的內(nèi)容的理解，比如說實(shí)驗(yàn)前對于時(shí)鐘，我的理解一直很模糊，似是而非，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其實(shí)它不過是三個(gè)寄存器，三個(gè)時(shí)鐘信號，四個(gè)時(shí)鐘源之間的問題，雖然過程比較繁瑣，脈絡(luò)卻是清晰的；而且關(guān)于中斷，我也有了進(jìn)一步的理解，特別是最后幾個(gè)選作實(shí)驗(yàn)和必做實(shí)驗(yàn)是對這兩節(jié)知識(shí)的綜合應(yīng)用，難度有點(diǎn)大，但是寫出來之后還是很有成就感的。【附錄】一、基本任務(wù)程序1.必做第1題5）#include io430.h #include in430.h void delay( ) /延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0;j0xffff;j+); void Blink( ) /LED閃 P2OUT

16、 &=BIT3; delay(); P2OUT |= BIT3; delay(); void Buzz( ) /蜂鳴響 unsigned int i; for (i=0;i3;i+) P2OUT &=BIT4; delay(); P2OUT|= BIT4; delay(); ; void main ( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /關(guān)閉看門狗 /設(shè)置引腳 P2.4、P2.3 輸出，P2.3 連接 LED，P2.4 連接蜂鳴器 P2SEL &=(BIT3+BIT4); P2SEL2 &=(BIT3+BIT4); P2OUT|=(BIT3+BIT4); P2D

17、IR|=(BIT3+BIT4); /設(shè)置端口 P1.5 允許中斷 P1SEL &= BIT5; P1SEL2 &= BIT5; P1OUT |=BIT5; P1REN |=BIT5; P1DIR &=BIT5; P1IES |= BIT5; P1IFG &=BIT5; P1IE |= BIT5; _EINT(); /總中斷允許 for (;) /主循環(huán) Blink(); ; #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_ISR( ) Buzz(); P1IFG &=BIT5; 2.必做第2題#include io430.h #include

18、in430.h void delay( ) /延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0;j0xffff;j+); void L1Blink( ) /L1閃3次 unsigned int i; for (i=0;i3;i+) P2OUT &=BIT1; delay(); P2OUT|= BIT1; delay(); ; void L7Blink( ) /L7閃 P2OUT &=BIT3; delay(); P2OUT |= BIT3; delay(); void Buzz( ) /蜂鳴響 P2OUT &=BIT4; delay(); P2OUT|= BIT4; delay();

19、 void main ( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /關(guān)閉看門狗 /設(shè)置引腳 P2.1、P2.3 、P2.4輸出，P2.1、P2.3分別連接 L1和L7，P2.4 連接蜂鳴器 P2SEL &=(BIT1+BIT3+BIT4); P2SEL2 &=(BIT1+BIT3+BIT4); P2OUT|=(BIT1+BIT3+BIT4); P2DIR|=(BIT1+BIT3+BIT4); /設(shè)置端口 P1.4、P1.5 允許中斷 P1SEL &= (BIT4+BIT5); P1SEL2 &= (BIT4+BIT5); P1OUT |=(BIT4+BIT5); P1

20、REN |=(BIT4+BIT5); P1DIR &=(BIT4+BIT5); P1IES |= (BIT4+BIT5); P1IFG &=(BIT4+BIT5); P1IE |= (BIT4+BIT5); _EINT(); /總中斷允許 for (;) /主循環(huán) L7Blink(); ; #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_ISR( ) if (P1IFG&BIT4)!=0) Buzz(); P1IFG &=BIT4; ;if (P1IFG&BIT5)!=0)L1Blink();P1IFG&=BIT5; 2.思考題#include

21、 io430.h #include in430.h void delay( ) /延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0;j0xffff;j+); void L1Blink( ) /L1閃3次 unsigned int i; for (i=0;i=3000) time+=1; i=0; P2OUT=time; /LED燈顯示輸出秒表的值 #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_ISR() i+; P1IFG&=(BIT5); /清中斷標(biāo)志2）必做7之思考題#include io430.h#include in430.

22、hunsigned char time=0;unsigned int i=0;void delay();int main( void )/關(guān)閉看門狗 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /設(shè)置端口P1.0輸出3KHzACLK時(shí)鐘信號 P1SEL|=BIT0; P1SEL2&=BIT0; P1DIR|=BIT0; BCSCTL3&=LFXT1S0; BCSCTL3|=LFXT1S1; BCSCTL1&=DIVA0; BCSCTL1|=DIVA1; /設(shè)置P2.0P2.7為輸出狀態(tài) P2SEL&=0; P2SEL2&=0; P2DIR|=0Xff; P2OUT|=0Xff; /設(shè)置

23、P1.7為輸出狀態(tài) P1SEL&=BIT7; P1SEL2&=BIT7; P1OUT|=BIT7; P1DIR|=BIT7;/設(shè)置端口P1.5允許中斷 P1SEL&=BIT5; P1SEL2&=BIT5; P1REN|=BIT5; P1OUT&=BIT5; P1DIR&=BIT5; P1IES&=BIT5; P1IFG&=BIT5; P1IE|=BIT5; _EINT(); while(1) if (i=3000) time+=1; if(time%10)=0) P1OUT&=BIT7; delay(); P1OUT|=BIT7; i=0; P2OUT=time; /LED燈顯示輸出秒表的值

24、void delay()/延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0;j0xffff;j+); #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_ISR() i+; P1IFG&=(BIT5); /清中斷標(biāo)志二、選做任務(wù)程序2.采用事件標(biāo)志處理中斷#include io430.h #include in430.h int flag=0;void delay( ) /延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0;j0xffff;j+); void L1Blink( ) /L1閃3次 unsigned int i; fo

25、r (i=0;i3;i+) P2OUT &=BIT1; delay(); P2OUT|= BIT1; delay(); ; void L7Blink( ) /L7閃 P2OUT &=BIT3; delay(); P2OUT |= BIT3; delay(); void Buzz( ) /蜂鳴響 P2OUT &=BIT4; delay(); P2OUT|= BIT4; delay(); void main ( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /關(guān)閉看門狗 /設(shè)置引腳 P2.1、P2.3 、P2.4輸出，P2.1、P2.3分別連接 L1和L7，P2.4 連接蜂鳴器

26、 P2SEL &=(BIT1+BIT3+BIT4); P2SEL2 &=(BIT1+BIT3+BIT4); P2OUT|=(BIT1+BIT3+BIT4); P2DIR|=(BIT1+BIT3+BIT4); /設(shè)置端口 P1.4、P1.5 允許中斷 P1SEL &= (BIT4+BIT5); P1SEL2 &= (BIT4+BIT5); P1OUT |=(BIT4+BIT5); P1REN |=(BIT4+BIT5); P1DIR &=(BIT4+BIT5); P1IES |= (BIT4+BIT5); P1IFG &=(BIT4+BIT5); P1IE |= (BIT4+BIT5); _EI

27、NT(); /總中斷允許 for (;) /主循環(huán) L7Blink(); if (flag=1) Buzz(); flag=0; if (flag=2) L1Blink(); flag=0; ; #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_ISR( ) if (P1IFG&BIT4)!=0) flag=1; P1IFG &=BIT4; ;if (P1IFG&BIT5)!=0)flag=2;P1IFG&=BIT5; 3.(選做) 按鍵抖動(dòng)處理 #include io430.h #include in430.h unsigned int num

28、ber=0; /記錄響應(yīng)按鍵次數(shù) void delay( ) /延時(shí)函數(shù) unsigned int j; for (j=0; j0xffff; j+); int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /關(guān)閉看門狗 _disable_interrupt(); /_DINT(); 禁止總中斷 P2SEL=0; /置 P2 為基本 I/O功能 P2SEL2=0; / P2OUT=0xFF; /置 P2 輸出的初值 P2DIR=0xFF; /置 P2 為輸出方向 P1SEL &= BIT2; P1SEL2 &= BIT2; P1OUT |=BIT2; P1REN

29、 |=BIT2; P1DIR &=BIT2; P1IES |= BIT2; P1IFG &=BIT2; P1IE |= BIT2; _enable_interrupt(); /_EINT(); 總中斷運(yùn)行 while(1) ; #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void port_int(void) if( (P1IFG&BIT2)!=0 ) delay(); /增加延時(shí)函數(shù)，避開毛刺 if ( (P1IFG&BIT2)!=0 ) number+; P2OUT=number; P1IFG &=BIT2; 選做第4題之DCO出廠校驗(yàn)值的頻率檢測 1）M

30、CLK=復(fù)位頻率/8 約100KHz;將P2.0與L1相連，程序如下：#include io430.hvoid LED();void delay();int main( void ) /關(guān)閉看門狗 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/設(shè)置P2.0為輸出狀態(tài) P2SEL&=BIT0; P2SEL2&=BIT0; P2OUT|=BIT0; P2DIR|=BIT0; /復(fù)位8分頻 BCSCTL2|=(DIVM0+DIVM1); while(1) LED(); void LED() /LED燈延時(shí)亮滅 P2OUT&=BIT0; delay(); P2OUT|=BIT0; delay();void delay() /延時(shí)函數(shù) unsigned int i; for (i=0;i0xffff;i+);2）MCLK=DCO=16MHz；#include io43