MSP430系列超低功耗单片机原理与系统设计 教学课件 作者 李智奇 1 3 第3章.pptVIP

第3章 MSP430系列单片机结构 3.1 MSP430系统复位与中断的结构 　　1. 系统复位的产生　　POR是设备复位信号，它只在下面3种情况时产生，即：　　? 芯片上电。　　? /NMI设置成复位模式，在 /NMI引脚上出现低电平信号。　　? 在PORON=1，SVS为低的条件下(对个别有供电电压管理模块的器件有效)，POR信号的发生总是会产生PUC信号，但是PUC信号的发生不会产生POR信号。下面几种情况会触发PUC： 　　(1) 发生POR信号。　　(2) 处于看门狗模式下，看门狗定时器时间到。　　(3) 在看门狗模式下，看门狗定时器溢出。　　(4) FLASH存储器写入错误的安全键值。　　(5) 看门狗定时控制器写入错误安全键值。 　　POR信号与PUC信号。若POR信号有效，则必然产生一个系统复位中断，PUC信号的产生并不一定产生系统复位中断。当PUC信号有效时，系统可能发生复位中断，也可能不发生复位中断，而产生一个较低优先级的中断，这取决于引起PUC的事件。每一型号的技术手册中都详细说明了产生中断的原因，这些产生中断的因素是恰当的处理全部中断请求时所要考虑的。　　如果VCC的加载上升时间较慢(如图3-2所示)，则POR检测电路保持POR信号有效，直到VCC上升超过POR电平。这样，同样也保证了正确的初始化。如果供电VCC加载的是快速上升时间，则POR信号会提供足够长的延时时间，以保证各部分的电路在上电后的正确初始化。当RST/NMI设置成复位模式时，在RST/NMI引脚上出现低电平信号。 　　3.1.2 MSP430的中断系统结构　　MSP430有3类中断：　　? 系统复位。　　? 可屏蔽中断(maskable)。　　? 非屏蔽中断(non-maskable)。　　引起可屏蔽中断的来源有：　　? 当看门狗定时器选定时器模式，发生定时器溢出。　　? 其它具有中断能力的模式发生中断事件。 　　(非)屏蔽中断是无法屏蔽的，即无中断允许控制位，通用中断允许位(GIE)也不会对它产生影响。 　图3-4 中断优先级结构 　　3. 振荡器失效控制　　振荡器失效信号对可能由晶振引起的错误发出警告。当LFXT1振荡器设置成高速模式但未起振、振荡器工作停止或者将振荡器关闭时，都会触发振荡器失效信号。对于有XT2振荡器的型号，也会因同样的条件引起振荡器失效。一次PUC 信号会触发一次振荡器失效，因为PUC信号会将LFXT1切换到低速模式，即关闭了高速模式。同样，PUC信号也会将XT2振荡器关闭。　　用SFR中的OFIE位允许振荡器失效信号产生NMI。可以在NMI的中断服务程序中通过对SFR中的OFIFG位的测试来判断NMI是否由时钟实效引起。 3.2 MSP430系列单片机的结构特点 表3-1 MSP430 CPU中的16个寄存器 续表 3.2.1 程序计数器PC　　程序计数器PC是CPU中最基本的寄存器，它的宽度决定了程序存储器可以直接寻址的范围。在MSP430中，程序存储器PC是16位的计数器，最多可以直接寻址64 KB存储空间。PC中存放的是将要执行的下一条指令的地址。指令根据其操作数的多少，其长度分别为1、2或3字长。 PC内容总是偶数，指向偶地址。程序计数器PC可以像其它寄存器一样用所有指令和所有的寻址方式访问，但对程序存储器的访问必须以字为单位，否则会清除高位字节。PC变化的轨迹决定程序的流程，一般情况下，程序计数器PC自动增2，只有执行条件或无条件转移指令、调用指令或响应中断时，程序计数器PC才被置入新的数值，程序的流程发生变化。 3.2.2 堆栈指针SP　　MSP430的堆栈遵循的是先进后出的原则，可以在中断处理、子程序调用或者函数调用过程中保存程序的指针、参数寄存器等。　　在系统调用子程序或响应中断时，系统堆栈用来保护当前指令地址程序计数器PC中的内容，即断点地址。程序断点16位地址会自动压入堆栈，由于系统堆栈指针SP总是对准偶地址的，因此，在中断服务中以字访问堆栈。堆栈采用先减后加的方案，当数据入栈时，总是先将堆栈指针SP值减2，然后再将数据送到SP所指的RAM单元。 　　在中断服务程序或子程序结束时，执行中断返回或子程序返回指令，原断点地址会自动从堆栈中弹出送回到程序计数器PC中，使程序从原断点处继续顺序执行下去。堆栈中每弹出一个数据，SP会自动加2。用户也可以使用PUSH和POP指令操作SP，但必须考虑CPU也在使用SP。　　堆栈的大小受可用RAM的限制，程序中每个使用堆栈的部分必须保证只有相关的信息保存在堆栈中，而所有无关的数据需要整理清除，否则，堆栈可能发生上溢或下溢。堆栈指针的任何定位错误，