单片机中断技术实验报告.docx
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单片机中断技术实验报告
单片机中断技术实验报告
实验名称:
中断技术、基本时钟和定时功能(实验4、5)
姓名_学号_
实验班号_21_机器号_
一、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;
3.了解MSP430G2553基本时钟模块的工作原理,掌握其控制方法;
4.掌握利用时钟信号和中断技术实现定时功能的方法
二、实验基本任务
1.中断响应过程的理解
阅读下面C语言中断程序,说明程序L4_int.c执行的流程和实现功能。
上机实践,回答下面问题,掌握用C语言编写中断程序的方法。
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。
答:
(注:
源程序主函数中第7、8行有误,应为P1SEL&=~BIT5;P1SEL2&=~BIT5;)
1 P1.1为中断源,中断类型号为2;
2 现象:
LED灯一直在闪烁,按下按键后闪烁暂停,蜂鸣器响三声,然后LED灯继续闪烁;
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。
答:
1 当按下按键时函数Buzz被执行;
2 中断响应的过程:
P1.1处发出中断请求→判断是否满足响应条件→若满足,则CPU在执行完当前指令后,硬件自动完成保护现场的操作→从中断向量表中取中断向量至PC→转去执行中断服务子程;
3)如果port_int函数中不清分中断标志P1IFG的后果是什么?
答:
中断将一直重复进行下去;
4)如果L4_int.c中的PORT1_VECTOR改为PORT2_VECTOR,其他
5)
6)
7)
P1端口的操作改为对P2端口操作。
具体程序见附录程序2之思考题。
3.数字示波器的使用
1)将信号源的波形在示波器上显示出来,掌握测量周期、频率、峰峰值的方法;
2)用孔孔导线将实验板的地信号与示波器的地信号相连,测量实验板上的Vcc电源信
号是否正常。
答:
1)
a.信号源的峰峰值为3.20V;
b.周期为1.000ms;
c.频率为1.000kHz.
2)经测量,Vcc=3.64V,正常
4.测试上电复位系统的ACLK、和SMCLK时钟频率
编程输出单片机上电复位后的ACLK、和SMCLK时钟,用示波器测量其频率,并记录下来。
思考:
上电复位后,CPU工作的时钟信号MCLK频率值是多少?
答:
经分析
1 本程序需要置引脚P1.0、P1.4分别输出ACLK、SMCLK;
2 需要确认外部晶振连上;
3 具体程序见附录程序5测试程序。
4 测得f(ACLK)=32.79kHz,f(SMCLK)=1.044MHz.
思考题
上电复位后,通过观察寄存器,发现BCSCTL2寄存器上SELM位为00,SELS位为则0,说明MCLK与SMCLK均由DCO振荡器控制,所以MCLK的频率与SMCLK相同,也为1.044MHz。
5.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)
2)ACLK=3KHz;(时钟源VLOCLK,12KHz/4)
思考:
可否编程在引脚P2.0上输出ACLK?
为什么?
答:
a.1)中,应使单片机接外部晶振,并使ACLK的输出为8分频;具体程序见附录程序5之1)
b.2)中,应通过BCSCTL3寄存器选择时钟源VLOCLK,并使其输出为4分频,具体程序见附录程序5之2)
思考题
不能在引脚P2.0上输出ACLK,因为,各引脚的特殊功能是由单片机结构所决定的,P2.0引脚不具有输出辅助时钟的功能.
6.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1MHz、8MHz、12MHz、16MHz,通过P1.4
输出,用示波器测量实际值。
答:
经分析知
1 P1.4输出的是SMCLK;
2 1MHz、8MHz、12MHz、16MHz的情况类似,此处仅以1MHz为例,具体程序见附录程序6
3 测得真实值分别为1.002MHz、7.752MHz、12.08MHz、15.94MHz。
7.利用输出的时钟信号做中断源,实现定时功能
将任务3中P1.0输出的3KHzACLK时钟信号,作为P1.5的中断申请信号,用导线将
P1.5与P1.0相连即可,在中断子程中设置一个计数变量,计数中断子程被执行的次数,
中断子程每被执行3000次表示一秒时间到。
利用该定时功能,将8个发光二级管设计
成一个秒表,显示秒值,每秒改变一次8个发光二级管的显示。
答:
根据分析可知
a.需要在实验5之2)的基础上进行编程;
b.须用跳线板将P2的引脚与LED灯相连;
c.具体程序见附录程序7
思考:
如果要每隔10秒蜂鸣器响一声,如何在任务5的基础上编程实现?
答:
将P1.7与蜂鸣器相连,增加一个延时函数以及每10秒操作一次P1.7上电位;具体程序见附录程序7之思考题
三、实验选做任务
1.中断响应的理解
6)(选做)去掉L4_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?
答:
1 现象:
程序很快运行结束,无法响应中断;
2 不可去掉无限循环语句
注意:
1)查看io430G2553.h文件末尾处有关中断向量偏址的符号定义。
2)为便于了解程序执行流程,可在中断子程入口处设置一断点,然后连续运行
程序(F5),观察操作按键和不操作按键两种情况下程序执行的现象有何不同。
2.(选做)采用事件标志处理中断
阅读程序L4_intA.c和L4_intB.c(见后页),描述其实现功能。
在实验板上将P1.0与
一个按键的控制端相连,P1.7与蜂鸣器的控制端相连。
比较L4_intA.c和L4_intB.c
二者在编程实现上有何不同。
注意各自中断子程执行时间的长短。
用L4_intB.c的方
法,改写任务2的编程。
答:
不同之处:
1 采用事件标志处理中断时,按键之后机器做出的反应相对较慢,这是因为它需要现在中断子程中设置flag,再回到主程序根据flag做相应改动,耗费时间较长。
2 但是采用事件标志中断的一个好处就是,由于它在中断子程中只是进行了一个标记,你可以在标记flag在主程序中发挥作用之前再次进行中断,将flag改为其它值。
它相当于解决了一般中断过程中“中断执行时,屏蔽其他中断”的问题。
任务2改写后的程序程序3
3.(选做)按键抖动处理
程序L4_Key.C见后页,其功能是用中断方式相应与P1.2连接的按键,计数按键的次
数,并将所计的次数用8个发光二极管显示出来。
运行该程序,并操作按键,观察实际
操作的次数与显示值之间的关系。
编程改进L4_Key.C程序,用软件方式去除按键抖动
的影响。
答:
根据分析,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。
具体程序见附录程序4
通过实验观察可以发现,改进之前,二进制显示的数值明显大于实际按键数,而改进之后,两者数值大致相等。
4.DCO出厂校验值的频率检测
2)(选做)控制发光二级管通过延时闪亮,编程分别使主系统时钟工作在
(1)MCLK=复位频率/8约100KHz;
(2)MCLK=DCO=16MHz;
两种不同频率下,观察灯的亮灭速度有何不同,掌握主系统时钟的变化对程
序执行速度的影响
答:
根据分析
a.
(1)须选择8分频;
b.
(1)须具备延时函数与LED灯亮函数;
c.
(2)须选择DCO时钟源,并使用出厂校验值16MHz;
d.
(2)须具备延时函数与LED灯亮函数;
e.具体程序见附录选作4之1)和选作4之2)
f.实验观察到两种不同频率下,第一种情形下灯的亮灭速度非常慢,而第二种情形下灯的亮灭速度非常快,则说明:
主系统时钟频率的加快会加速执行速度。
5.(选做)改用4个数码管显示秒值,重新完成必做任务7
答:
本题需要用到数码管的知识,需要标志值,具体程序见附录选作5程序
四、小结
总的来说,我觉得这次的实验内容很多,但是收获也是很大的;并且在这个过程中重温了课本,加深了对课本上抽象的内容的理解,比如说实验前对于时钟,我的理解一直很模糊,似是而非,经过实验,发现其实它不过是三个寄存器,三个时钟信号,四个时钟源之间的问题,虽然过程比较繁琐,脉络却是清晰的;而且关于中断,我也有了进一步的理解,特别是最后几个选作实验和必做实验是对这两节知识的综合应用,难度有点大,但是写出来之后还是很有成就感的。
【附录】
一、基本任务程序
1.必做第1题
5)
#include"io430.h"
#include"in430.h"
voiddelay()//延时函数
{unsignedintj;
for(j=0;j<0xffff;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;
}
2.必做第2题
#include"io430.h"
#include"in430.h"
voiddelay()//延时函数
{unsignedintj;
for(j=0;j<0xffff;j++);
}
voidL1Blink()//L1闪3次
{unsignedinti;
for(i=0;i<3;i++)
{P2OUT&=~BIT1
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- 单片机 中断 技术 实验 报告