单片机MSP430

fish.liu

怎么计算外部信号的频率和占空比，在数码管上显示结果

FishC

在MSP430单片机上，你可以使用计时器模块来测量外部信号的频率和占空比，并将结果显示在数码管上。

首先，你需要配置一个计时器来计算外部信号的周期。以下是一个示例代码：

#include <msp430.h>

void main()
{
    WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
    
    P1DIR = 0xFF; // 将P1口设置为输出
    
    P1SEL0 |= BIT1; // 将P1.1设置为TA0.CCI0A功能
    P1SEL1 &= ~BIT1;
    
    TA0CTL |= MC_2 + TASSEL_0 + TACLR; // 设置计时器A0: 连续模式，ACLK源，清除计数器
    TA0CCTL0 = CM_1 + CCIS_1 + CAP + SCS + CCIE; // 捕获模式，选择CCIxA输入，上升沿捕获，同步模式，启用中断
    
    _BIS_SR(LPM0_bits + GIE); // 进入低功耗模式0，并开启全局中断
}

#pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void Timer_A0(void)
{
    static uint16_t last_count = 0;
    uint16_t current_count = TA0CCR0;

    // 计算周期（频率）：ACLK频率 / (当前计数值 - 上次计数值)
    float frequency = 32768.0 / (current_count - last_count);

    // 计算占空比：(CCR0计数值 - CCR1计数值) / CCR0计数值 * 100%
    float duty_cycle = ((current_count - TA0CCR1) / (float)current_count) * 100;

    int digit1 = (int)frequency % 10;
    int digit2 = (int)(frequency / 10) % 10;
    int digit3 = (int)(frequency / 100) % 10;
    int digit4 = (int)(frequency / 1000) % 10;

    // 将频率显示在数码管上
    P1OUT = 0; // 先清空P1口
    P1OUT |= digit1; // 显示个位数
    P1OUT |= (digit2 << 4); // 显示十位数
    P1OUT |= (digit3 << 8); // 显示百位数
    P1OUT |= (digit4 << 12); // 显示千位数

    last_count = current_count;
}

在上述代码中，我们使用了MSP430的计时器A0来捕获外部信号的上升沿。在每个捕获中断中，我们计算了信号的周期（频率）和占空比，并将结果显示在数码管上。

请注意，上述代码中的P1口仅用于演示目的，你可以根据自己的硬件配置修改相关代码。另外，该代码基于ACLK的频率为32768Hz进行计算。如果你的信号频率超过了ACLK的范围，你需要修改相关计算公式或使用更高频率的时钟源。

希望这可以帮助到你！

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。

fish.liu

#include <msp430.h>

unsigned char Count, First_Time;
unsigned int REdge1, REdge2, FEdge;

int main(void)
{
  unsigned int Period, ON_Period;
  unsigned char DutyCycle;

  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;                 // Stop watchdog timer

//  P1SEL |= BIT0;
  P1DIR |= BIT0;                            // P1.0/LED Output
  P1OUT &= ~BIT0;                           // LED off
  if (CALBC1_8MHZ==0xFF)                                        // If calibration constant erased
  {                                                                                       
    while(1);                               // do not load, trap CPU!!       
  }
  DCOCTL = 0;                               // Select lowest DCOx and MODx settings
  BCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;                    // Set DCO to 8MHz
  DCOCTL = CALDCO_8MHZ;

  // Configure Port Pins
  P2DIR |= BIT1;                            // P2.1/TA1.1 Output
  P2SEL |= BIT1;                            // TA1.1 Option select
  P1DIR &= ~BIT2;                           // P1.1/TA0.1 Input Capture
  P1SEL |= BIT2;                            // TA0.1 option select

  // Configure TA1.1 to output PWM signal
  // Period = 82/32khz = 2.5ms ~ 400Hz Freq
  TA1CCR0 = 82-1;                          // Period Register
  TA1CCR1 = 21;                            // TA1.1 25% dutycycle
  TA1CCTL1 |= OUTMOD_7;                    // TA1CCR1, Reset/Set
  TA1CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TACLR;        // ACLK, upmode, clear TAR

  // Configure the TA0CCR1 to do input capture
  TA0CCTL1 = CAP + CM_3 + CCIE + SCS + CCIS_0;
                                            // TA0CCR1 Capture mode; CCI1A; Both
                                            // Rising and Falling Edge; interrupt enable
  TA0CTL |= TASSEL_2 + MC_2 + TACLR;        // SMCLK, Cont Mode; start timer

  // Variable Initialization
  Count = 0x0;
  First_Time = 0x01;

  while(1)
  {
      __bis_SR_register(LPM0_bits + GIE);   // Enter LPM0
      __no_operation();                     // For debugger
      // On exiting LPM0
      if (TA0CCTL1 & COV)                   // Check for Capture Overflow
          while(1);                         // Loop Forever

      Period = REdge2 - REdge1;             // Calculate Period
      ON_Period = FEdge-REdge1;             // On period
      DutyCycle = ((unsigned long)ON_Period*100/Period);
      if(DutyCycle!= 25)
      {
          P1OUT |= BIT0;
      }
      else
      {
          P1OUT &= ~BIT0;
      }
  }
}

// TA0_A1 Interrupt vector
#if defined(__TI_COMPILER_VERSION__) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)
#pragma vector = TIMER0_A1_VECTOR
__interrupt void TIMER0_A1_ISR (void)
#elif defined(__GNUC__)
void __attribute__ ((interrupt(TIMER0_A1_VECTOR))) TIMER0_A1_ISR (void)
#else
#error Compiler not supported!
#endif
{
  switch(__even_in_range(TA0IV,0x0A))
  {
      case  TA0IV_NONE: break;              // Vector  0:  No interrupt
      case  TA0IV_TACCR1:                   // Vector  2:  TACCR1 CCIFG
        if (TA0CCTL1 & CCI)                 // Capture Input Pin Status
        {
            // Rising Edge was captured
            if (!Count)
            {
                REdge1 = TA0CCR1;
                Count++;
            }
            else
            {
                REdge2 = TA0CCR1;
                Count=0x0;
                __bic_SR_register_on_exit(LPM0_bits + GIE);  // Exit LPM0 on return to main
            }

            if (First_Time)
                First_Time = 0x0;
        }
        else
        {
            // Falling Edge was captured
            if(!First_Time)
            {
                FEdge = TA0CCR1;
            }
        }
        break;
      case TA0IV_TACCR2: break;             // Vector  4:  TACCR2 CCIFG
      case TA0IV_6: break;                  // Vector  6:  Reserved CCIFG
      case TA0IV_8: break;                  // Vector  8:  Reserved CCIFG
      case TA0IV_TAIFG: break;              // Vector 10:  TAIFG
      default:         break;
  }
}

逐行解释代码

FishC

fish.liu 发表于 2024-05-21 14:06
#include

unsigned char Count, First_Time;
uns ...

这是一个测量外部信号频率和占空比的MSP430单片机代码示例：

#include <msp430.h>

unsigned char Count, First_Time;
unsigned int REdge1, REdge2, FEdge;

int main(void)
{
  unsigned int Period, ON_Period;
  unsigned char DutyCycle;

  WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;                 // 关闭看门狗定时器

  P1SEL |= BIT0;
  P1DIR |= BIT0;                            // P1.0/LED 输出设置
  P1OUT &= ~BIT0;                           // 熄灭 LED
  if (CALBC1_8MHZ==0xFF)                    // 如果校准常数被擦除
  {
    while(1);                               // 不加载，陷入死循环
  }
  DCOCTL = 0;                               // 选择最低DCOx和MODx设置
  BCSCTL1 = CALBC1_8MHZ;                    // 设置DCO为8MHz
  DCOCTL = CALDCO_8MHZ;

  // 配置端口引脚
  P2DIR |= BIT1;                            // P2.1/TA1.1 输出设置
  P2SEL |= BIT1;                            // TA1.1 选择配置
  P1DIR &= ~BIT2;                           // P1.1/TA0.1 输入捕获设置
  P1SEL |= BIT2;                            // TA0.1 选择配置

  // 配置TA1.1输出PWM信号
  // 周期 = 82 / 32kHz = 2.5ms ~ 400Hz频率
  TA1CCR0 = 82-1;                          // 周期寄存器
  TA1CCR1 = 21;                            // TA1.1 25% 占空比
  TA1CCTL1 |= OUTMOD_7;                    // TA1CCR1，复位/设置模式
  TA1CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TACLR;        // ACLK，向上计数模式，清除 TAR

  // 配置TA0CCR1用于输入捕获
  TA0CCTL1 = CAP + CM_3 + CCIE + SCS + CCIS_0;
                                            // TA0CCR1 捕获模式；CCI1A；上升沿和下降沿触发；中断使能；同步模式；选择 CCIxA 输入
  TA0CTL |= TASSEL_2 + MC_2 + TACLR;        // SMCLK，连续模式；启动计时器

  // 变量初始化
  Count = 0x0;
  First_Time = 0x01;

  while(1)
  {
      __bis_SR_register(LPM0_bits + GIE);   // 进入低功耗模式0，开启全局中断
      __no_operation();                     // 用于调试器
      // 退出低功耗模式0后
      if (TA0CCTL1 & COV)                   // 检查捕获溢出
          while(1);                         // 捕获溢出时进入死循环

      Period = REdge2 - REdge1;             // 计算周期
      ON_Period = FEdge - REdge1;           // 高电平持续时间
      DutyCycle = ((unsigned long)ON_Period * 100 / Period);
      if(DutyCycle != 25)
      {
          P1OUT |= BIT0;
      }
      else
      {
          P1OUT &= ~BIT0;
      }
  }
}

// TA0_A1中断向量
#pragma vector = TIMER0_A1_VECTOR
__interrupt void TIMER0_A1_ISR(void)
{
  switch(__even_in_range(TA0IV, 0x0A))
  {
      case TA0IV_NONE: break;              // 中断向量 0：无中断
      case TA0IV_TACCR1:                   // 中断向量 2：TACCR1 CCIFG
        if (TA0CCTL1 & CCI)                 // 捕获输入引脚状态
        {
            // 捕获到上升沿
            if (!Count)
            {
                REdge1 = TA0CCR1;
                Count++;
            }
            else
            {
                REdge2 = TA0CCR1;
                Count = 0x0;
                __bic_SR_register_on_exit(LPM0_bits + GIE);  // 从主程序返回时退出低功耗模式0
            }

            if (First_Time)
                First_Time = 0x0;
        }
        else
        {
            // 捕获到下降沿
            if(!First_Time)
            {
                FEdge = TA0CCR1;
            }
        }
        break;
      case TA0IV_TACCR2: break;             // 中断向量 4：TACCR2 CCIFG
      case TA0IV_6: break;                  // 中断向量 6：保留 CCIFG
      case TA0IV_8: break;                  // 中断向量 8：保留 CCIFG
      case TA0IV_TAIFG: break;              // 中断向量 10：TAIFG
      default:         break;
  }
}

代码逐行解释：
1. 配置相关引脚和控制寄存器。
2. 设置DCO为8MHz。
3. 配置TA1.1为PWM输出，设置频率和占空比。
4. 配置TA0CCR1为捕获模式，用于输入信号的捕获。
5. 主循环中，使用LPM0进入低功耗模式0，并开启全局中断。
6. 在捕获中断处理函数中，区分上升沿和下降沿，并进行周期计算和占空比计算。
7. 根据占空比的不同，在LED上进行反馈。

你可以根据自己的需求修改代码，将结果显示在数码管上。代码中已经给出了如何计算频率和占空比的方法，你可以根据具体的数码管模块编写显示函数来将结果显示在数码管上。

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。

fish.liu

使用定时器Timer1_A3控制扫描数码管的扫描刷新流程；每个数码管停留显示4ms；
写出定时器的初始化代码

FishC

fish.liu 发表于 2024-05-21 15:27
使用定时器Timer1_A3控制扫描数码管的扫描刷新流程； ...

要使用定时器Timer1_A3来控制扫描数码管的刷新流程，你可以按照以下步骤初始化定时器：

#include

void Init_Timer1(void)
{
    TA1CCTL0 = CCIE;          // 开启定时器1的CCR0中断
    TA1CCR0 = 4000-1;        // 定时器1的CCR0寄存器设置为3999，即一个数码管停留4ms
    TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1 + ID_3 + TACLR;   // 选择SMCLK作为时钟源，以增量计数模式计数，时钟除以8，清除定时器计数器
}

在这段代码中，我们通过设置TA1CCTL0寄存器使能了定时器1的CCR0中断，在CCR0中断服务函数中，我们可以实现数码管的刷新操作。TA1CCR0设置为3999，意味着定时器每计数到3999的时候就会触发一次中断，此时我们可以做一些处理，例如更新数码管显示的内容。TA1CTL寄存器则用于配置定时器的工作模式，其中TASSEL_2表示选择SMCLK作为时钟源，MC_1表示以增量计数模式计数，ID_3表示时钟除以8，TACLR表示清除定时器计数器的值。

你可能还需要根据具体的硬件接口和控制逻辑修改代码，以适应你的具体需求。

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。