MSP430F5529_PWM信号发生及测量.doc

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.11M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、实验室名称：MSP430 单片机实验室二、实验项目名称：PWM 波发生器及 PWM 波频率及占空比测量三、实验原理：（1）PWM 信号的产生 PWM 信号是一种具有固定周期不定占空比的数字信号，如下图 4-1 所示：图 4-1 PWM 信号波形如果 Timer_A 定时器的计数器工作在增计数方式，输出采用输出模式 7（复位/置位模式），则可利用寄存器 TAxCCR0 控制 PWM 波形的周期，用某个寄存器 TAxCCRx 控制占空比。这样 Timer_A 就可以产生出任意占空比的 PWM 波形。如图 4-2 所示。图 4-2 利用 Timer_A 产生任意占空比的 PWM 信号可以随时间变化任意改变 PWM 信号的频率和占空比，具体做法：改变 CCR0 值（改变周期），改变 CCRx 值（改变占空比）。如图 4-3 所示。图 4-3 通过配置 CCR0 和 CCRx 值调整 PWM 信号的占空比 PWM 不需要修改频率和占空比时，CPU 在做完 Timer_A 初始化工作之后，Timer_A 就 1

能自动输出 PWM，而不需利用中断维持 PWM 输出，此时 CPU 就可以进入低功耗状态。（2）捕获/比较器 Timer_A 有多个相同的捕获/比较模块，为实时处理提供灵活的手段，每个模块都可用于捕获事件发生的时间或产生定时间隔。通过 TACCTLx 中的 CAP 位选择模式，该模块既可用于捕获模式，也可用于比较模式。当发生捕获事件或定时时间到都将引起中断。捕获/ 比较模块的结构如图 4-4 所示。图 4-4 捕获/比较模块的逻辑结构捕获模式当 TACCTLx 中的 CAP = 1，该模块工作在捕获模式。每个捕获/比较寄存器可以用来记录时间事件，例如： ▲ 测量软件程序所用时间 ▲ 测量硬件事件之间的时间 ▲ 测量系统频率用 CM1 和 CM0 位选择捕获条件，可以选择禁止捕获、上升沿捕获、下降沿捕获或者上升沿下降沿都捕获。当捕获完成后，定时器的值被复制到 TAxCCRn 寄存器，并且中断标志 CCIFG 置位。如果总的中断允许位 GIE 允许，相应的中断允许位 CCIE 也允许，则将产生中断请求。比较模式 2

当 TACCTLx 中的 CAP = 0，该模块工作在比较模式。比较方式主要用于为软件或应用硬件产生定时，还可为 D/A 转换功能或者马达控制等各种用途产生脉宽调制（PWM）输出信号。在计数器 TAxR 计数到 TAxCCRn（n 代表具体的捕获比较寄存器）的值时： ▲ 中断标志 CCIFG 置位 ▲ 内部信号 EQUx=1 ▲ EQUx 根据输出模式影响输出 ▲ 输入信号 CCI 被锁存在 SCCI （3）独立按键参见实验一中相关原理介绍。（4）OLED 显示屏参见实验一中相关原理介绍四、实验目的：要求学习 MSP430 单片机内部 PWM 波发生器和内部捕获/比较器的操作，实验板上附带的独立按键及 OLED 的使用。学习基于 430 单片机集成编译仿真环境的代码调试。五、实验内容：利用 MSP430 内部 PWM 波发生器产生频率为 50Hz~1kHz，占空比为 10%~90%的 PWM 波，频率和占空比通过按键 S1 和 S2 分别往复设置（频率按 50Hz 步进，占空比按 5%步进），并利用 MSP430 单片机的捕获/比较器测量该 PWM 波的频率和占空比，且显示于 OLED 上。扩展要求：（1）在 OLED 上显示出你所产生的 PWM 波图形（2）产生两路刚好反相的 PWM 波，显示于 OLED 上。六、实验器材（设备、元器件）： MSP430F5529 开发板，OLED 显示屏，个人电脑（运行 IAR 软件），下载线，示波器。七、实验步骤及实验数据结果分析：（1）实验的程序流程框图： 3

（2）实验的程序代码（含注释）： #include "msp430f5529.h" #include "IIC.c" #include "math.h" unsigned int index1; unsigned int index2; int hz[20]={50}; int duty[17]={10}; unsigned int num[3]; unsigned int T,TP,D,flag; //定义频率数组 //定义占空比数组 int wave_B[120]; int wave_S[120]; int point_num_T[20]; 4

unsigned int wave_T; unsigned int wave_D; unsigned int a=0; unsigned int change=1; void turn_w(int wave_B[120]); void display_w(int wave_B[120]); int main( void ) { // Stop watchdog timer to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; for(unsigned int i=1;i<20;i++) hz[i]=hz[i-1]+50; for(unsigned int i=1;i<17;i++) duty[i]=duty[i-1]+5; index1=0; index2=0; UCSCTL4|=SELA_2; // //PWM 波产生 P1DIR|=BIT2; P1SEL|=BIT2; ACLK:32768HZ ////P1.2 为 PWM 输出口 TA0CCR0=(int)(32768/hz[index1]); TA0CCR1=(int)(TA0CCR0*(100-duty[index2])/100); TA0CCTL1|=OUTMOD_3; TA0CTL|=TASSEL_1+MC_1+TACLR; //置位/复位模式 //开始 //依频率计算 TA0CCR0 ////依占空比计算 TA0CCR1 //按键设置 P2DIR&=~BIT1; P2IFG=0x00; P2IE|=BIT1; P2IES|=BIT1; P2REN|=BIT1; P2OUT|=BIT1; P1DIR&=~BIT1; P1IFG=0x00; P1IE|=BIT1; P1IES|=BIT1; P1REN|=BIT1; 5

P1OUT|=BIT1; //捕获模式测瞬时频率及占空比 P2DIR&=~BIT4; P2SEL|=BIT4; //用 TIMER 2，上升沿捕获+同步捕获+捕获模式+开中断 TA2CCTL1|=CM_1+SCS+CAP+CCIE+CCIS_0; //选 SMCLK+连续计数+8 分频 TA2CTL|=TASSEL_2+MC_2+TACLR+ID_3; LCD_Init(); __enable_interrupt(); while(1) { if(change==1) { for(unsigned int i=0;i<20;i++) { point_num_T[i]=(int)(ceil(120/(i+1))); } wave_T=point_num_T[hz[index1]/50-1]; wave_D=(int)(ceil(wave_T*duty[index2]/100)); for(unsigned int i=0;i

LCD_ShowChar(32,4,':',16); LCD_ShowNum(40,4,T,4,16); LCD_ShowChar(16,6,'D',16); LCD_ShowChar(24,6,'U',16); LCD_ShowChar(32,6,'T',16); LCD_ShowChar(40,6,'Y',16); LCD_ShowChar(48,6,':',16); LCD_ShowNum(56,6,TP,4,16); LCD_CLS(); } } #pragma vector=TIMER2_A1_VECTOR __interrupt void timer2() { num[flag]=TA2CCR1; flag++; if(flag==1) { TA2CCTL1&=~CM_1; TA2CCTL1|=CM_2; } if(flag==2) { TA2CCTL1&=~CM_2; TA2CCTL1|=CM_1; } if(flag==3) { flag=0; T=num[2]-num[0]; TP=num[1]-num[0]; TA2CTL|=TACLR; } TA2CCTL1&=~CCIFG; } //周期时间 //高电平持续时间 #pragma vector=PORT2_VECTOR __interrupt void Port2_1() { if(P2IFG&BIT1) { 7

TA1CCR0=0xffff; TA1CTL|=TASSEL_1+MC_1+TACLR; while(TA1R<=655); if((P2IN&BIT1)==0) { //利用 timer1 延时 20ms index2++; if(index2==17) index2=0; } } TA0CCR0=(int)(32768/hz[index1]); TA0CCR1=(int)(TA0CCR0*(100-duty[index2])/100); //更改占空比 change=1; P2IFG&=~BIT1; } #pragma vector=PORT1_VECTOR __interrupt void Port1_1() { if(P1IFG&BIT1) { TA1CCR0=0xffff; TA1CTL|=TASSEL_1+MC_1+TACLR; while(TA1R<=655); if((P1IN&BIT1)==0) { index1++; if(index1==20) index1=0; } } TA0CCR0=(int)(32768/hz[index1]); TA0CCR1=(int)(TA0CCR0*(100-duty[index2])/100); //更改频率 change=1; P1IFG&=~BIT1; } //波形显示函数 void display_w(int wave_B[120]) { for(unsigned int i=0;i<120;i++) { if((wave_B[i]==1)&&(wave_B[i+1]!=0)) 8

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