USART模塊寄存器使用說明

1、 UART是通用異步串行接口的簡(jiǎn)稱。串行通信接口是用來與單片機(jī)外界系統(tǒng)進(jìn)行通信橋梁，比如可以吧單片機(jī)ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(jī)（上位機(jī)），經(jīng)上位機(jī)處理之后在發(fā)回給單片，達(dá)到通信的目的。TI公司的MSP430系列單片機(jī)均具有UART功能，其中大部分還和SPI,I2C功能復(fù)用，通過相關(guān)寄存器的配置，可以很輕松地就實(shí)現(xiàn)了UART,SPI,I2C的通信功能。在此以MSP430x149為例介紹UART功能及其實(shí)現(xiàn)過程。1.異步通信的結(jié)構(gòu)：2.UART數(shù)據(jù)格式（數(shù)據(jù)協(xié)議）： 異步通信再不發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，通信線路上總是呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，稱為空閑狀態(tài)。當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送是，信號(hào)線變成低電平，并持續(xù)一位的時(shí)間

2、用于表示發(fā)送字符的開始，該為稱為起始位。起始位之后在信號(hào)線上依次出現(xiàn)發(fā)送的數(shù)據(jù)。起始位，數(shù)據(jù)位由高到低7/8位，地址位 0/1位，奇偶校驗(yàn)位 奇偶或無，停止位1/2位。數(shù)據(jù)位位數(shù)、地址位、奇偶校驗(yàn)位、停止位均可由單片機(jī)內(nèi)部寄存器控制；這款單片機(jī)都有兩個(gè)USART模塊，有兩套獨(dú)立的寄存器組；以下寄存器命中出現(xiàn)x代表0或是1,0代表對(duì)應(yīng)0模塊的寄存器，1代表對(duì)應(yīng)1模塊的寄存器；其中，與串口模式設(shè)置相關(guān)的控制位都位于UxCTL寄存器，與接收相關(guān)的控制位都位于UxRCTL寄存器，與發(fā)送相關(guān)的控制位都位于UxTCTL寄存器；波特率設(shè)置用UxBR0、UxBR1、UxMCTL三個(gè)寄存器；接收與發(fā)送有獨(dú)立的緩

3、存UxRXBUF、UxTXBUF，并具有獨(dú)立的移位寄存器和獨(dú)立的中斷；中斷允許控制位位于IE1/2寄存器，中斷標(biāo)志位位于IFG1/2寄存器。3.波特率設(shè)置：430的波特率設(shè)置用三個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)：UxBR0：波特率發(fā)生器分頻系數(shù)低8位。UxBR1：波特率發(fā)生器分頻系數(shù)高8位。UxMCTL：波特率發(fā)生器分頻系數(shù)的小數(shù)部分實(shí)現(xiàn)。設(shè)置波特率時(shí)，首先要選擇合適的時(shí)鐘源：USART模塊可以設(shè)置的時(shí)鐘源有UCLK引腳、ACLK、SMCLK；對(duì)于較低的波特率（9600以下），可選ACLK作為時(shí)鐘源，這樣，在LPM3（低功耗3）模式下，串口仍能正常發(fā)送接收數(shù)據(jù)；另外，由于串口接收過程有一個(gè)三取二判決邏輯，這至少需

4、要三個(gè)時(shí)鐘周期，因此分頻系數(shù)必須大于3；波特率高于9600時(shí)，將不能使用ACLK作為時(shí)鐘源，要調(diào)為頻率較高的SMCLK作為時(shí)鐘源；另外還可以外部輸入U(xiǎn)CLK時(shí)鐘。分頻系數(shù)計(jì)算公式如下：小數(shù)分頻是MSP430單片機(jī)的串口特色之一，UxMCTL寄存器的作用就是控制小數(shù)的分頻，控制方法如下：對(duì)應(yīng)位是1，則分頻系數(shù)加一，0則分頻系數(shù)減一；小數(shù)分頻器會(huì)自動(dòng)依次取出每一位來調(diào)整分頻系數(shù)。其計(jì)算方法：可以先計(jì)算小數(shù)部分一的個(gè)數(shù)，然后把1均勻的放入U(xiǎn)xMCTL的8位中，這樣計(jì)算比較簡(jiǎn)單，分頻系數(shù)的小數(shù)部分乘以8即得到1的位數(shù)，查表得到對(duì)應(yīng)的UxMCTL值；另外一種通過計(jì)算每一位的錯(cuò)誤率，交互計(jì)算，直到得到最小

5、錯(cuò)誤率的UxMCTL值，這種方法比較復(fù)雜，但得到的小數(shù)分頻誤差更小。4.UART的初始化及復(fù)位 在初始化或者重新配置UART時(shí)，必須按照以下順序進(jìn)行：（1）UxCTL寄存器的第0位SWRST置位；（2）在SWRST置位的條件下，初始化所有的UART寄存器，包括UxCTL寄存器；（3）通過置位模塊使能寄存器MEx的URXEx和UTXEx位使能UART的接受和發(fā)送模塊；（4）通過軟件復(fù)位UxCTL寄存器的第0位SWRST；（5）通過中斷使能寄存器IEx的URXIEx和UTXIEx來使能發(fā)送和接受中斷。5.UART的中斷（1）發(fā)送中斷：當(dāng)發(fā)送緩沖寄存器UxTXBUF被寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)的時(shí)候，UTX

6、IFGx的中斷標(biāo)志位被置位；如果發(fā)送中斷被允許，并且總中斷被使能的話，則會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。當(dāng)響應(yīng)中斷請(qǐng)求之后，中斷標(biāo)志位被自動(dòng)置0，在中斷函數(shù)里邊不需要手動(dòng)清除標(biāo)志位。（2）接收中斷：當(dāng)有數(shù)據(jù)被裝載到發(fā)送緩沖寄存器UxRXBUF時(shí)，UTXIFGx的中斷標(biāo)志位被置位；如果接受中斷被允許，并且總中斷被使能的話，則會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。當(dāng)響應(yīng)中斷請(qǐng)求之后，中斷標(biāo)志位被自動(dòng)置0，在中斷函數(shù)里邊不需要手動(dòng)清除標(biāo)志位。6.UART的相關(guān)寄存器：UART的相關(guān)寄存器的每位功能參考TI公司提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行查看！7.簡(jiǎn)單例程：/將將接收到數(shù)據(jù)再發(fā)送回去；可以通過串口調(diào)試助手，觀察單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)#in

7、clude <msp430x14x.h>void main(void) volatile unsigned int i; WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; / Stop WDT P3SEL |= 0x30; / P3.4,5 = USART0 TXD/RXD P3.4 P3.5 選擇為發(fā)送接收功能 /使用低功耗模式 BCSCTL1 |= XTS; /BCSCTL1系統(tǒng)時(shí)鐘控制寄存器1 （XTS是 LFXT1工作模式控制位 0為 低頻模式 1為高頻模式 ）ACLK= LFXT1= HF XTAL do IFG1 &= OFIFG; / Clear OSCFa

8、ult flag 清除振蕩器出錯(cuò)中斷標(biāo)志 for (i = 0xFF; i > 0; i-); / Time for flag to set while (IFG1 & OFIFG); / OSCFault flag still set? BCSCTL2 |= SELM_3; /BCSCTL1系統(tǒng)時(shí)鐘控制寄存器2 MCLK = LFXT1 (safe) /配置UART的功能 UCTL0 |= CHAR; / 8-bit character 8為數(shù)據(jù)位 UTCTL0 |= SSEL0; / UCLK= ACLK 選擇輔助時(shí)鐘 UBR00 = 0x45; / 8MHz 115200

9、波特率控制寄存器 UBR10 = 0x00; / 8MHz 115200 波特率控制寄存器 UMCTL0 = 0x00; / 8MHz 115200 modulation 波特率控制寄存器 UCTL0 &= SWRST; / Initialize USART state machine UART控制寄存器/發(fā)送和接受使能及其中斷使能 ME1 |= UTXE0 + URXE0; / Enable USART0 TXD/RXD IE1 |= URXIE0; / Enable USART0 RX interrupt啟用USART0 RX中斷 _BIS_SR(LPM0_bits + GIE); / Enter LPM0 w/ interrupt#pragma ve