清华大学计算机硬件技术基础实验报告.docx

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清华大学计算机硬件技术基础实验报告

实验名称：

实验6:

中断技术

姓名：

袁鹏学号：

2013011780

实验班号：

33机器号：

42

1.实验目的

1.了解中断原理，包括对中断源、中断向量、中断类型号、中断程序以及中断响应过程的理解；

2.掌握单片机C语言中断程序设计方法

2.实验任务

1.中断响应过程的理解

代码：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

voidBlink（）//LED闪

{P2OUT&=~BIT3;

delay（）;

P2OUT|=BIT3;

delay（）;

}

voidBuzz（）//蜂鸣响

{unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{P2OUT&=~BIT4;

delay（）;

P2OUT|=BIT4;

delay（）;

};

}

voidmain（void）

{WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关闭看门狗

//设置引脚P2.4、P2.3输出，P2.3连接LED,P2.4连接蜂鸣器

P2SEL&=~（BIT3+BIT4）;

P2SEL2&=~（BIT3+BIT4）;

P2OUT|=（BIT3+BIT4）;

P2DIR|=（BIT3+BIT4）;

//设置端口P1.1允许中断

P1SEL&=BIT1;

P1SEL2&=BIT1;

P10UT|=BIT1;;

P1REN|=BIT1;

P1DIR&=~BIT1;

P1IES|=BIT1;

P1IFG&=~BIT1;

P1IE|=BIT1;

_EINT（）;//总中断允许

for（;;）//主循环

{Blink（）;};

}

#pragmavector=PORT1_VECTOR

__interruptvoidport_ISR（）

{Buzz（）;

P1IFG&=~BIT1;

}

该程序的功能是让P2.3控制的LED灯不断闪烁，当P1.1控制的开关发出中断申请时，控制P2.4控制的蜂鸣器响三声，然后继续让LED灯闪烁。

1）从程序如何判断用的是哪个中断源？

其中断类型号是多少？

将实验板上某一按键与该中断源对应的引脚相连，运行程序，操作按键，观察现象。

程序是通过判断中断标志位来确定是哪个中断源，P1.1的中断类型号是2。

运程序时P2.3

控制的LED4灯不断闪烁，当P1.1控制的开关发出中断申请时，控制P2.4控制的蜂鸣器响

三声，然后继续让LED4灯闪烁。

2）main函数中无调用函数Buzz的语句，函数Buzz如何能被执行？

何时会被执行？

据此描述中断响应过程。

函数Buzz是在函数名为port_ISR的中断程序中，因此当P1.1发出中断申请时，函数port_ISR就会被执行，执行完毕后再返回main函数中继续执行main函数。

3）如果port_int函数中不清分中断标志P1IFG的后果是什么？

如果不清分中断标志P1IFG勺话就会一直相应中断，然后port_ISR函数就会一直被执行，蜂鸣

器不断的响。

4）如果L6_int.c中的PORT1_VECTO改为PORT2_VECTQR其他不变，程序执行的后果是什么？

为什么？

（可在主程序入口处加一断点，运行程序，看现象，分析原因）

将PORT1_VECTOF改为PORT2_VECTO后当按下K2键给P1.1发出中断申请后蜂鸣器不会鸣叫，因为没有正确的设置中断向量，未能将中断程序的入口地址放入FFE0+偏址的中断向量表中，因此程序不能正确的进行中断响应。

思考：

当在主程序入口处加一断点时可以发现，由于已经设置了中断的端口，因此当有中断

信号发出时，程序仍然会去执行中断子程，但由于中断向量没有正确设置，PC指针会跑飞，

然后机器会自动复位，重新执行程序。

5）如果中断源采用的是P1.5,按键用K7,请设计连线，修改L6_int.c程序完成以中断

方式响应K7的操作。

只需要将P1.1允许中断改为P1.5允许中断即可，同时将P1.5用跳线块与K7相连，具体代码如下：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

voidBlink（）//LED闪

{P2OUT&=~BIT3;

delay（）;

P2OUT|=BIT3;

delay（）;

}

voidBuzz（）//蜂鸣响

{unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{P2OUT&=~BIT4;

delay（）;

P2OUT|=BIT4;

delay（）;

};

}

voidmain（void）

{WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关闭看门狗

//设置引脚P2.4、P2.3输出，P2.3连接LED,P2.4连接蜂鸣器

P2SEL&=~（BIT3+BIT4）;

P2SEL2&=~（BIT3+BIT4）;

P2OUT|=（BIT3+BIT4）;

P2DIR|=（BIT3+BIT4）;

//设置端口P1.5允许中断

P1SEL&=BIT5;

P1SEL2&=BIT5;

P1OUT|=BIT5;;

P1REN|=BIT5;

P1DIR&=~BIT5;

P1IES|=BIT5;

P1IFG&=~BIT5;

P1IE|=BIT5;

_EINT（）;//总中断允许

for（;;）//主循环

{Blink（）;};

}

#pragmavector=PORT1_VECTOR

__interruptvoidport_ISR（）

{Buzz（）;

P1IFG&=~BIT5;

}

6）（选做）去掉L6_int.c__程序最后的那条无限循环语句,看看有什么现象？

可以去掉吗？

去掉程序最后的无限循环语句后LED4丁不在闪烁，但当P1.1发出中断申请后蜂鸣器还是会响

三下，因此如果仅仅实现中断功能，则可以去掉无限循环语句。

2.中断程序编程练习

将P1.4、P1.5与K5、K6相连，作为中断源，将P1.7、P2.0、P2.6与BUZZ、LED1LED7相连,每当K5键按下，使蜂鸣器鸣叫，每当K6键按下，控制二极管闪烁，实现功能。

具体代码如

下：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

voidBlink（）//LED闪

{P2OUT&=~BIT6;

delay（）;

P2OUT|=BIT6;

delay（）;

}

voidBlink2（）//LED闪

{

unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{

P2OUT&=~BIT0;

delay（）;

P2OUT|=BIT0;

delay（）;

}

voidBuzz（）//蜂鸣响

{

P1OUT&=~BIT7;

delay（）;

P1OUT|=BIT7;delay（）;

}

voidmain（void）

{WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关闭看门狗

_DINT（）;//关闭总中断允许

P1IE&=~（BIT4+BIT5）;//关闭分中断允许

P2.0连接LED1,P2.6连接

，P1.7连接蜂鸣器

〃设置引脚P2.0、P2.6、P1.7输出,

P2SEL&=~（BIT0+BIT6）;

P2SEL2&=~（BIT0+BIT6）;

P1SEL&=~BIT7;

P2SEL2&=~BIT7;

P2OUT|=（BITO+BIT6）;

P2DIR|=（BIT0+BIT6）;

P1OUT|=BIT7;

P1DIR|=BIT7;

//设置端口P1.4、P1.5允许中断

P1SEL&=~（BIT4+BIT5）;

P1SEL2&=~（BIT4+BIT5）;

P1OUT|=（BIT4+BIT5）;;

P1REN|=（BIT4+BIT5）;

P1DIR&=~（BIT4+BIT5）;

P1IES|=（BIT4+BIT5）;

P1IFG&=~（BIT4+BIT5）;

P1IE|=（BIT4+BIT5）;

_EINT（）;II总中断允许

for（;;）II主循环

{Blink（）;};

}

#pragmavector=PORT1_VECTOR

__interruptvoidport_ISR（）

{if（（P1IFG&BIT4）!

=0）

{

Buzz（）;

P1IFG&=~BIT4;

}

if（（P1IFG&BIT5）!

=0）

{

Blink2（）;

P1IFG&=~BIT5;

}

}

思考：

如果用长导线将按键K5、K6分别连接在P2.2和P2.5上，如何修改程序以实现

任务2功能？

若用长导线将按键K5、K6分别连接在P2.2和P2.5上，则只需将P2.2与P2.5设置为允许中断即可，具体代码如下：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

voidBlink（）//LED闪

{P2OUT&=~BIT6;

delay（）;

P2OUT|=BIT6;

delay（）;

}

voidBlink2（）//LED闪

{

unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{

P2OUT&=~BIT0;

delay（）;

P2OUT|=BIT0;

delay（）;

}

}

voidBuzz（）//蜂鸣响

{

P1OUT&=~BIT7;

delay（）;

P1OUT|=BIT7;

delay（）;

}

voidmain（void）

{WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关闭看门狗

_DINT（）;//关闭总中断允许

P2IE&=~（BIT2+BIT5）;//关闭分中断允许

，P1.7连接蜂鸣器

〃设置引脚P2.0、P2.6、P1.7输出，P2.0连接LED1,P2.6连接P2SEL&=~（BIT0+BIT6）;

P2SEL2&=~（BIT0+BIT6）;

P1SEL&=~BIT7;

P2SEL2&=~BIT7;

P2OUT|=（BITO+BIT6）;

P2DIR|=（BIT0+BIT6）;

P1OUT|=BIT7;

P1DIR|=BIT7;

//设置端口P2.2、P2.5允许中断

P2SEL&=~（BIT2+BIT5）;

P2SEL2&=~（BIT2+BIT5）;

P2OUT|=（BIT2+BIT5）;;

P2REN|=（BIT2+BIT5）;

P2DIR&=~（BIT2+BIT5）;

P2IES|=（BIT2+BIT5）;

P2IFG&=~（BIT2+BIT5）;

P2IE|=（BIT2+BIT5）;

_EINT（）;II总中断允许

for（;;）II主循环

{Blink（）;};

}

#pragmavector=PORT2_VECTOR

__interruptvoidport_ISR（）

{if（（P2IFG&BIT2）!

=0）

{

Buzz（）;

P2IFG&=~BIT2;

}

if（（P2IFG&BIT5）!

=0）

{

Blink2（）;

P2IFG&=~BIT5;

}

}

思考：

K5键连接的P1.4与K6键连接的P1.6均属于同一级优先级，因此当执行P1.4发出的

中断子程时若按下K6再次发出中断申请，则程序会先处理完P1.4控制的中断程序，然后在执行完后执行P1.5控制的子程。

若想要实现实时反馈，则可以将K6连接的端口改为P2.X,

由于P2端口的中断优先级高于P1，因此程序会优先执行P2控制的中断程序。

3.采用事件标志处理中断

阅读程序L6_intA.c和L6_intB.c（见后页），描述其实现功能。

比较L6_intA.c和

L6_intB.c二者在编程实现上有何不同。

程序A和程序B实现的功能相同：

用P1.0作为中断源，当P1.0接收到中断信号时，控制蜂鸣器响一声。

不同的是程序A把控制蜂鸣器鸣叫的过程放在中断程序中，而程序E仅仅在中断程

序中设置了一个事件标志，而把控制蜂鸣器鸣叫放在了while循环中，这样每当事件标志被

响应时，蜂鸣器就会鸣一声。

因此程序A的中断子程执行时间长于程序Bo

用L6_intB.c的方法，改写任务2的编程。

具体代码如下：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

intflag=0;

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

voidBlink（）//LED闪

{P2OUT&=~BIT6;

delay（）;

P2OUT|=BIT6;

delay（）;

}

voidBlink2（）//LED闪

{

unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{

P2OUT&=~BIT0;

delay（）;

P2OUT|=BIT0;

delay（）;

}

}

voidBuzz（）//蜂鸣响

{

P1OUT&=~BIT7;

delay（）;

P1OUT|=BIT7;

delay（）;

voidmain（void）

{WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;//关闭看门狗

_DINT（）;//关闭总中断允许

P1IE&=~（BIT4+BIT5）;//关闭分中断允许

，P1.7连接蜂鸣器

〃设置引脚P2.0、P2.6、P1.7输出，P2.0连接LED1,P2.6连接P2SEL&=~（BIT0+BIT6）;

P2SEL2&=~（BIT0+BIT6）;

P1SEL&=~BIT7;

P2SEL2&=~BIT7;

P2OUT|=（BITO+BIT6）;

P2DIR|=（BIT0+BIT6）;

P1OUT|=BIT7;

P1DIR|=BIT7;

//设置端口P1.4、P1.5允许中断

P1SEL&=~（BIT4+BIT5）;

P1SEL2&=~（BIT4+BIT5）;

P1OUT|=（BIT4+BIT5）;;

P1REN|=（BIT4+BIT5）;

P1DIR&=~（BIT4+BIT5）;

P1IES|=（BIT4+BIT5）;

P1IFG&=~（BIT4+BIT5）;

P1IE|=（BIT4+BIT5）;

_EINT（）;//总中断允许

for（;;）II主循环

{Blink（）;

if（flag==1）

{

Buzz（）;flag=0;

}elseif（flag==2）

{

Blink2（）;flag=0;

}

}

}#pragmavector=PORT1VECTOR

__interruptvoidport_ISR（）

{if（（P1IFG&BIT4）!

=0）

{

flag=1;

P1IFG&=~BIT4;

}

if（（P1IFG&BIT5）!

=0）

{

flag=2;

P1IFG&=~BIT5;

}

}

4.（选做）按键抖动处理

为了去除这些毛刺带来的影响，进行按键消抖，需要在响应了第一次下降沿后，加入一定的

延时，躲过其它电压毛刺的产生时间。

具体代码如下：

#include"io430.h"

#include"in43O.h"

unsignedintnumber=0;//记录响应按键次数

voiddelay（）//延时函数

{unsignedintj;

for（j=O;j

}

intmain（void）

{

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

//关闭看门狗

__disable_interrupt（）;

〃_DINT（）;

禁止总中断

P2SEL=0;

//置P2为基本

I/O功能

P2SEL2=0;

//

P2OUT=0xFF;

//置P2输出的初值

P2DIR=0xFF;

//置P2为输出方向

P1SEL&=BIT2;P1SEL2&=BIT2;

P1OUT|=BIT2;;

P1REN|=BIT2;

P1DIR&=~BIT2;

P1IES|=BIT2;

P1IFG&=~BIT2;

P1IE|=BIT2;

__enable」nterrupt（）;

〃_EINT（）;

总中断运行

}

while

（1）{};

#pragmavector=PORT1_VECTOR__interruptvoidport_int（void）

{unsignedinti;

for（i=0;i<3;i++）

{delay（）;

}

if（（P1IFG&BIT2）!

=0）

{number++;

P2OUT=~number;

}

P1IFG&=~BIT2;

}

实验名称：

实验7:

基本时钟和低功耗模式

姓名：

袁鹏学号：

2013011780

实验班号：

33机器号：

42

1.实验目的

1.了解MSP430Gxxx基本时钟模块的工作原理，掌握其控制方法；

2.掌握利用时钟信号和中断技术实现定时功能的方法；

3.掌握低功耗模式控制方法

2.实验任务

1.数字示波器的使用

（1）.用示波器测得信号源的周期T=20us、频率f=1.000KHZ、峰峰值V=3.12V。

（2）.测得实验板上Vcc信号正常，Vccmax=3.76V,Vccmin=3.52V,Vccavg=3.66V。

2.测试上电复位系统的ACLK、和SMCLK时钟频率

输出的ACLK频率为F（ACLK）=32.79KHZ,SMCLK勺频率为F（SMCLK）=1.031MHZ代码如下：

#include"io430.h"

intmain（void）

{

//Stopwatchdogtimertopreventtimeoutreset

WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

P1SEL|=BIT0;〃P1.0输出ACLK

P1SEL2&=~BIT0;

P1DIR|=BIT0;

P1SEL|=BIT4;〃P1.4输出SMCLK

P1SEL2&=~BIT4;

P1DIR|=BIT4;

while

（1）;

}

思考：

上电复位后，CPU工作的时钟信号MCLK频率值是多少？

上电复位后，通过查看基本时钟模块相关寄存器，可知MCLK的时钟源为DCOSMCLK勺时钟

源也为DCO,因此通过测量上面复位后的SMCLK频率可知MCLK的频率，由上述可知

F（MCLK）=1.031.MHZ。

3.掌握基本时钟模块的编程控制

参看附录A实验板原理图，用跳线将JP8中的插针信号接到晶振32.768Khz侧，使晶振

与单片机的P2.6和P2.7相连。

编程控制基本时钟模块，设置ACLK分别为下面时钟频

率，并通过P1.0输出ACLK用示波器观察：

（1）.ACLK=4096Hz（时钟源外部晶振，32768Hz/8）

观察的F（ACLK）=4.098KHZ。

具体代码如下：

#include"io430.h"

intmain（void）

{

//StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

P1SEL|=BIT0;//设置P1.0输出ACLK

P1SEL2&=~BIT0;

P1DIR|=BIT0;

P2SEL|=BIT6;//设置P2.6、P2.7连接外部晶振引脚

P2SEL2&=~BIT6;

P2DIR&=~BIT6;//P2.6XIN输入

P2SEL|=BIT7;

P2SEL2&=~BIT7;P2DIR|=BIT7;//P2.7XOU输出

BCSCTL1|=DIVA_3;//设置ACLK为8分频

while

（1）;

}

（2）.ACLK=3KHz;（时钟源VLOCLK,12KHz/4）观察的F（ACLK）=3.165KHZ。

具体代码如下：

#include"io430.h"

intmain（void）

{

//StopwatchdogtimertopreventtimeoutresetWDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;

P1SEL|=BIT0;//设置P1.0输出ACLK

P1SEL2&=~BIT0;

P1DIR|=BIT0;

BCSCTL1|=DIVA_2;//设置ACLK时钟源为VLOCLK并为4分频

BCSCTL3|=LFXT1S_2;

while

（1）;

}

思考：

可否编程在引脚P2.0上输出ACLK？

为什么？

不可以，因为根据说明指导书MSP430G2553的辅助时钟ACLK是由P1.0输出的，内部硬件电路设计结构决定了不能用P2.0输出ACLK

反思：

LFXT1CLK是由32.768KHZ低频振荡器控制的，因此比较精确，示波器测量的精确值和理论值相差不大。

而VLOCLK是由片内低功耗低频振荡器控制的，受环境温度和工作电压影响较大，因此测量值和理论值相差较大。

4.DCO出厂校验值的频率检测

（1）利用出厂校验值，编程使DCO分别为1MHz8MHz12MHz16MHz通过P1.4

输出，用示波器测量实际值。

出厂校验值为1MHZ时，F实际=0.992MHZ。

出厂校验值为8MHZ时，F实际=8.197MHZ出厂校验值为12MHZ时，F实际=12.05MH乙出厂校验值为16MHZ时，F实际=16.39MHZ。

具体代码如下：

#include"io430.h"

intmain（void