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《单片机原理及应用1》


《单片机原理及应用Ⅰ》复习题
一、 填空题(每空 1 分,共 20 分)

1、MSP430F149 单片机定时/计数器 A 具有 程选择的 输入时钟源 输出方式。具有 , 3

16

位定时/计数器,具有可编 8 种可编程

个可编程的捕捉/比较寄存器, 中断。

获/比较(可屏蔽)

2、 MSP430F149 单片机 ADC12 具有 12 位分辨率, 可由 软件 、 定时器 A 或 者 定时器 B 启动转换, 可编程的参考电压可以来自单片机 内部 和 外部 。

3、P2 端口作为普通数字 I/O 引脚,包含 7 个 8 位特殊寄存器,分别是:P2SEL, P2DIR, P2IN , P2OUT , P2IFG , P2IE , P2IES 。 0xFFE0H-0xFFFFH ,数

4、MSP430F149 单片机的中断向量安排在地址:

据存储器开始于相同的地址,即从 0x200H 处开始,所有器件的特殊功能寄存 器占用相同范围的存储器地址: 排 16 位模块,地址空间 0-0x0FH ,地址空间 0x100H-0x1FFH 安

0x10H-0xFFH 安排 8 位模块。

二、

判断题,对的打“√” ,错大打“×”(每小题 1 分,共 15 分)

1、MSP430F149 单片机的系统辅助时钟 Aclock 可以来自于高速度石英晶体振荡 器 XT2。 2、 MSP430F149 单片机有且仅有 4 种省电工作模式。 ( × ) ( × )

3、MSP430F149 单片机每种封装均具有 64 个引脚,每个引脚均可以复用,具有 第二功能。 ( √ )

4、单片机的串行通信有同步和异步串行通讯,两种方式收发双方并不一定需要 共用同一时钟信号。 ( √ )

5、 MSP430F149 单片机具有 12 位 A/D 转换精度, 转换通道可以来自于 P5 端口, 共有 4 种转换模式。 ( × )

6、在异步串行通信中,UART0 的时钟选择为 Aclock,经过分频后为 32768Hz, 在要求波特率为 9600bps 时, UBR10 和 UBR00 值分别为 0x00H, 0x03H, UMCTL0 为 0x4AH。
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( √ )

7、MSP430F149 单片机有一个 16 位程序指针寄存器,存在于单片机的 60kB Flash 存储器中。 ( × )

8、MSP430F149 单片机的中断源包含系统上电和掉电中断、系统非屏蔽中断、 可屏蔽中断三大类。 ( √ )

9、MSP430F149 单片机的 6 个数字 I/O 端口中,每个端口包含 8 个引脚,每个 端口对应 7 个功能寄存器。 ( × )

10、MSP430F149 单片机的看门狗定时器可以工作在看门狗模式下,也可以工 作在定时器模式下。 ( √ )

11、MSP430 单片机对应的工程开发环境可以是 IAR 软件,需要在软件里新建 一个工程,并在工程下面添加源文件和头文件,其中包含主函数 main()的源文 件必须只有一个。 ( √ )

12、MSP430 单片机基于 IAR 软件的工程调试,有 Simulator 和 FET Debugger 两种模式。 ( √ )

13、按键的可检测条件是:键的按下与松开状态对应的在检测点电压不一样。 ( √ ) 14、MSP430 F149 单片机多个中断源不能共同享用一个中断向量。 ( √ )

15、 MSP430 F149 单片机定时/计数器 A 具有 4 种工作模式, 分别是停止模式、 增计数模式、连续计数模式、增减计数模式。 ( √ )

三、 编程题目

(7 小题,共 105 分)

1、请给出程序子函数 void Init_clock(void),功能:将系统主时钟 Mclock 设置为 8MHz, 子系统时钟 Smclock 设置为 1MHz, 系统辅助时钟 Aclock 设置为 4096Hz。 请注意高速时钟的故障检测,默认 LF/XT1 接 32768Hz 的手表晶体振荡器,XT2 接 8MHz 石英晶体振荡器,见图 3-1(15 分)

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图 3-1

/*------选择系统主时钟为 8MHz,子系统时钟 1MHZ,辅助时钟 4096HZ-------*/ void Init_clock(void) { BCSCTL1 &= ~XT2OFF; do { IFG1 &= ~OFIFG; for (i = 0xFF; i > 0; i--); } while ((IFG1 & OFIFG)); BCSCTL1|=DIA_3; //晶振失效标志仍然存在? //ACLK 4096HZ //清除晶振失败标志 //等待 8MHz 晶体起振 //打开 XT2 高频晶体振荡器

BCSCTL2 |= SELM_2+ DIVM_0 + SELS+ DIVS_3; }

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2、 图 3-2 为单片机向 LCD1602 写命令和数据的时序, 在单片机主时钟为 8MHz 时,忽略各信号的延时。已知:RS 连接 P3.0 引脚(RS=1,写数据;RS=0,写 命令) ,R/W 连接 P3.1 引脚(R/W=1,读操作;R/W=0,写操作) ,E 连接 P3.2 引脚(E=1,芯片使能) ,数据 DB0-DB7 与端口 P2 连接。请给出端口的配置函 数 void Init_lcd1602(void) 和 单 片 机 向 LCD1602 写 一 个 字 节 数 据 函 数 void Lcd1602_write(void)(15 分)

图 3-2

void Init_lcd1602(void)//端口配置函数 { P2SEL = 0x00; P2DIR = 0xFF; P3SEL = 0x00; //P2 端口设置为 LCD1602 的数据口 //数据口输出模式 // P3.0,P3.1,P3.2 为 LCD1602 的控制引脚 //控制口设置为输出模式

P3DIR|= BIT0 + BIT1 + BIT2; }

void Lcd1602_write(void)//写一个字节数据函数 { int i;

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P3OUT |= BIT0; P3OUT &= ~BIT1; P2OUT = data; P3OUT |= BIT2;

// RS 高电平 // RW 低电平 //数据写入端口 //EN 高电平

for (i = 0xFF; i > 0; i--); P3OUT &= ~BIT2; } 3、请给出程序子函数 unsigned char key(void),功能:返回按下键的值(1,2,3, 4) ,没有键按下时返回 0。说明:每次按下一键,系统主时钟为 8MHz,子函数 void Delay_us(unsigned int x) 为 微 秒 级 延 时 函 数 , x 为 形 式 参 数 ; void Delay_ms(unsigned int x)为毫秒级延时函数,x 为形式参数,为已知可直接调用 函数,硬件连接见图 3-3,请注意按键的消抖,可以自己进行宏定义来辅助编程。 (15 分)
1 2 3 4 +3.3V P2.0 +3.3V P2.1 +3.3V +3.3V P2.2 P2.3

//EN

低电平

图 3-3

void Delay_us(unsigned int x); Delay_ms(unsigned int x); #define keyin (P2IN & 0X0f) unsigned char key(void) { unsigned char temp,keyval = 0; if(keyin != 0xf0) //如果有键被按下 { Delay_ms(200); //延时消抖 if(keyin != 0x0f) //再次检测按键状态
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{ temp=keyin; while(keyin != 0x0f); //等待按键被放开 switch(temp) //转换键值 { case 0x0e: keyval = 1;break; case 0x0d: keyval = 2;break; case 0x0b: keyval = 3;break; case 0x07: keyval = 4;break; default: keyval = 0;break; } } } 4、请利用定时器产生一个频率为 4kHz 的方波,需要给出完整的程序。 (15 分)
#include<msp430x14x.h> void Init_Clk(void) { unsigned int i; WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; //停止看门狗 BCSCTL1 &= ~XT2OFF; //使 TX2 有效,TX2 上电时默认为关闭的. do { IFG1 &= ~OFIFG; //清振荡器失效标志 for(i= 0xff; i>0; i--); //延时,待稳定. } while ((IFG1 & OFIFG)!=0); //若振荡器失效标志有效,一直等待 BCSCTL2 |= SELS+DIVS_3; //使 SMCLK 选择 XT2 且 SMCLK=XT2/8=1MHZ } void main(void) { Init_Clk(); P3DIR |= BIT4; CCTL0 = CCIE; CCR0 = 125; TACTL = TASSEL_2 + MC_2; _BIS_SR(LPM0_bits + GIE);

// P3.4 output // CCR0 interrupt enabled // SMCLK, contmode // Enter LPM0 w/ interrupt

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} // Timer A0 interrupt service routine #pragma vector=TIMERA0_VECTOR __interrupt void Timer_A (void) { P3OUT ^= BIT4; CCR0 += 125; }

// Toggle P3.4 // Add Offset to CCR0

5、MSP430F149 单片机有哪些具体的片内资源?它与其他类型单片机比较有什 么优势。 (15 分)
答:①视型号不同可能组合有以下功能模块: 看门狗 (WDT) , 模拟比较器 A , 定时 A(Timer_A), 定时器 B(T imer_B), 串口 0、1(USART0、I),硬件乘法器,液晶驱动器, 10 位,12,14 位 ADC,12 位 DAC,IIC 总线,直接数据存取(DMA),端口 1-6(P1-P6), 基本定时器(Basic T imer)等 ②超低功耗、数据处理快(指令速度 8MIPS) 、高性能模拟技术及丰富的外围模块、系统工 作稳定、方便的开发环境

6、利用 MSP430F149 单片机与上位 PC 机进行通讯,设置的通讯要求:每桢数 据 8 个数据位,2 个停止位,奇校验,波特率 9600bps,请给出初始化 UART0 程序。 (15 分)
UCTL0 &= ~SWRST; P3SEL |= 0x30; UCTL0 |= CHAR; UTCTL0 |= SSEL0; UBR00 = 0x03; UBR10 = 0x00; UMCTL0 = 0x4A; IE1 |= URXIE0; _EINT(); ME1 |= UTXE0 + URXE0; // // 使能接收中断 //开全局中断 // 使能 USART0 收发 // 初始化 UART0 状态机 // P3.4,5 选择为 UART 收发端口 //8 个数据位 // UCLK = ACLK 32768Hz 00110000

7、利用 MSP430F149 单片机对 P6.0 端口上模拟电压进行转换,单通道单次转换

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后的结果存储在 MEM1 寄存器中,正参考电压为 VCC=3.3V,负参考电压为电 源地,请给出该转换的初始化程序(时钟函数为:void Init clock(void),看门狗 函数:void WDT_time(void)) 。 (15 分) void Init_Clk(void) { char i; BCSCTL1 &= ~XT2OFF; // 打开 XT2 振荡器 IFG1&=~OFIFG; // 清除振荡错误标志 while((IFG1&OFIFG)!=0) { for(i=0;i<0xff;i++); IFG1&=~OFIFG; //清除振荡错误标志 } BCSCTL2 |= SELM_2+SELS+DIVS_3; //MCLK 为 8MHz, SMCLK 为 1MHz }
void WDT_time(void) { WDTCTL = WDT_ADLY_250; IE1 |= WDTIE; }

// WDT 250ms, ACLK, interval timer // Enable WDT interrupt

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