時鍾初始化和GPIO
概述：
本實驗的目的是了解用於執行對MSP430 Value Line設備的初始化過程的步驟。在這個練習中，您將編寫初始化代碼，並運行該設備使用各種時鍾資源。
1、寫初始化代碼
2、運行CPU的MCLK的來源方式：VLO 、32768晶體、DCO
3、主體程序部分
4、觀察LED閃光燈速度
MSP430時鍾：
1、在MSP430單片機中一共有三個或四個時鍾源：
（1）LFXT1CLK，為低速/高速晶振源，通常接32.768kHz，也可以接（400kHz～16Mhz）；
（2）XT2CLK，可選高頻振盪器，外接標准高速晶振，通常是接8Mhz，也可以接（400kHz～16Mhz）；
（3）DCOCLK，數控振盪器，為內部晶振，由RC震盪回路構成；
（4）VLOCLK，內部低頻振盪器，12kHz標准振盪器。
2、在MSP430單片機內部一共有三個時鍾系統：
（1）ACLK，Auxiliary Clock，輔助時鍾，通常由LFXT1CLK或VLOCLK作為時鍾源，可以通過軟件控制更改時鍾的分頻系數；
（2）MCLK，Master Clock，系統主時鍾單元，為系統內核提供時鍾，它可以通過軟件從四個時鍾源選擇；
（3）SMCLK，Sub-Main Clock，系統子時鍾，也是可以由軟件選擇時鍾源。
Basic Clock Module Registers(基礎時鍾寄存器)
DCO control register DCOCTL
Basic clock system control 1 BCSCTL1
Basic clock system control 2 BCSCTL2
Basic clock system control 3 BCSCTL3
SFR interrupt enable register 1 IE1
SFR interrupt flag register 1 IFG1
3、MSP430的時鍾設置包括3個寄存器，DCOCTL、BCSCTL1、BCSCTL2、BCSCTL3
DCOCTL，DCO控制寄存器，地址為56H，初始值為60H
| DCO2 |
DCO1 |
DCO0 |
MOD4 |
MOD3 |
MOD2 |
MOD1 |
MOD0 |
DCO0~DCO2: DCO Select Bit,定義了8種頻率之一，而頻率由注入直流發生器的電流定義。
MOD0~MOD4: Modulation Bit,頻率的微調。
一般不需要DCO的場合保持默認初始值就行了。
BCSCTL1，Basic Clock System Control 1，地址為57H，初始值為84H
| XT2OFF |
XTS |
DIVA1 |
DIVA0 |
XT5V |
RSEL2 |
RSEL1 |
RSEL0 |
RSEL0~RSEL2: 選擇某個內部電阻以決定標稱頻率.0最低，7最高。
XT5V: 1.
DIVA0~DIVA1:選擇ACLK的分頻系數。DIVA=0,1,2,3,ACLK的分頻系數分別是1,2,4,8;
XTS: 選擇LFXT1工作在低頻晶體模式(XTS=0)還是高頻晶體模式(XTS=1)。
XT2OFF: 控制XT2振盪器的開啟(XT2OFF=0)與關閉(XT2OFF=1)。
正常情況下把XT2OFF復位就可以了.
BCSCTL2，Basic Clock System Control 2，地址為58H，初始值為00H
| SEM1 |
SELM0 |
DIVM1 |
DIVM0 |
SELS |
DIVS1 |
DIVS0 |
DCOR |
DCOR: Enable External Resistor. 0,選擇內部電阻；1,選擇外部電阻
DIVS0~DIVS1: DIVS=0,1,2,3對應SMCLK的分頻因子為1,2,4,8
SELS: 選擇SMCLK的時鍾源, 0:DCOCLK; 1:XT2CLK/LFXTCLK.
DIVM0~1: 選擇MCLK的分頻因子, DIVM=0,1,2,3對應分頻因子為1,2,4,8.
SELM0~1: 選擇MCLK的時鍾源, 0,1:DCOCLK, 2:XT2CLK, 3:LFXT1CLK
我用的時候一般都把SMCLK與MCLK的時鍾源選擇為XT2。
其它：
1. LFXT1: 一次有效的PUC信號將使OSCOFF復位，允許LFXT1工作，如果LFXT1信號沒有用作SMCLK或MCLK，可軟件置OSCOFF關閉LFXT1.
2. XT2: XT2產生XT2CLK時鍾信號，如果XT2CLK信號沒有用作時鍾MCLK和SMCLK,可以通過置XT2OFF關閉XT2，PUC信號后置XT2OFF，即XT2的關閉的。
3. DCO振盪器：振盪器失效時，DCO振盪器會自動被選做MCLK的時鍾源。如果DCO信號沒有用作SMCLK和MCLK時鍾信號時，可置SCG0位關閉DCO直流發生器。
4. 在PUC信號后，由DCOCLK作MCLK的時鍾信號，根據需要可將MCLK的時鍾源另外設置為LFXT1或XT2，設置順序如下：
(1)清OSCOFF/XT2
(2)清OFIFG
(3)延時等待至少50uS
(4)再次檢查OFIFG，如果仍置位，則重復(1)-(4)步，直到OFIFG=0為止。
(5)設置BCSCTL2的相應SELM。
實例分析
1、CPU運行在VLO時鍾下：
這是最慢的時鍾，在約12千赫茲下運行。因此，我們將通過可視化的LED閃爍的紅色慢慢地在約每3秒鍾率。我們可以讓時鍾系統默認這種狀態，設置專門來操作VLO。我們將不使用任何ALCK外設時鍾在此實驗室工作，但你應該認識到，ACLK來自VLO時鍾。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 關閉看門狗定時器
P1DIR = 0x40; // P1.6 配置輸出
P1OUT = 0; // 關閉LED
BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除OSCFault 標志
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 關閉 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3; // MCLK = VLO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // 開啟LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; // 關閉 LED
_delay_cycles(5000);
}
}
2、CPU運行在晶振(32768Hz)時鍾下：
晶體頻率為32768赫茲，約3倍的VLO。如果我們在前面的代碼中使用晶振，指示燈應閃爍大約每秒一次。你知道為什么32768赫茲是一個標准？這是因為這個數字是2的15次方，因此很容易用簡單的數字計數電路，以每秒一次獲得率 ——手表和其他時間時基。認識到ACLK來自外部晶振時鍾。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 關閉看門狗定時器
P1DIR = 0x41; // P1.0 和P1.6配置輸出
P1OUT = 0x01; // 開啟P1.0
BCSCTL3 |= LFXT1S_0; // LFXT1 = 32768Hz 晶振
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除 OSCFault 標志
_delay_cycles(100000); // 為可見的標志延時
}
P1OUT = 0; // 關閉P1
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 關閉 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3; // MCLK = 32768/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // 開啟 LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; / / 關閉LED
_delay_cycles(5000);
}
}
3、CPU運行在晶振(32768Hz)和DCO時鍾下：
最慢的頻率，我們可以運行DCO約在1MHz（這也是默認速度）。因此，我們將開始切換MCLK到DCO下。在大多數系統中，你會希望ACLK上運行的VLO或32768赫茲晶振。由於ACLK在我們目前的代碼是在晶體上運行，我們會打開DCO計算。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 關閉看門狗定時器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1); // If cal const erased, 掛起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; //設置DCO模式
P1DIR = 0x41; // P1.0 和P1.6配置輸出
P1OUT = 0x01; // P1.0 開啟
BCSCTL3 |= LFXT1S_0; // LFXT1 = 32768Hz
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除OSCFault 標志
_delay_cycles(100000); // 為可見標志延時
}
P1OUT = 0; // P1.6 關閉
// __bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 關閉DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3; // MCLK = DCO
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // P1.6 開啟
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; / / P1.6 關閉
_delay_cycles(5000);
}
}
4、CPU運行在DCO時鍾下：
最慢的頻率，我們可以運行DCO約在1MHz（這也是默認速度）。因此，我們將開始切換MCLK到DCO下。在大多數系統中，你會希望在VLO或者是晶振下運行ACLK。由於ACLK在我們目前的代碼是在VLO上運行，我們會打開DCO運行。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 關閉看門狗定時器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1); // If cal const erased,掛起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // 設置DCO模式
P1DIR = 0x40; // P1.6 配置輸出
P1OUT = 0; // P1關閉
BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除 OSCFault 標志
//__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 關閉DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3; // MCLK = DCO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // P1.6 關閉
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; // P1.6 開啟
_delay_cycles(5000);
}
}