MSP430FG439上实现IO模拟UART以及移植要点解析

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最近要做MSP430上的开发，一上手就要做IO模拟UART这种难度的玩意，幸好网上已经有很多现成的MSP430的软串口实现例子，本文代码大部分参考 >http://www.microcontrol.cn/430base.htm上的《MSP430的Timer_A实现模拟串口功能例程》，并且成功移植到MSP430FG439之上，不过移植的过程有点匪夷所思。。。。由于才学430没几天，所以花了一周才调试出IO模拟UART。。。。

接下来就贴上100%能在MSP430FG439上使用的代码（即使是同一Family的不同型号，也会有区别）：

//利用定时器A 作串行口波特率发生器用,利用捕捉比较功能实现异步串行通信。 
//芯片型号：MSP430FG439           P1.0---TXD   P1.1---RXD
//Timer_A TACLK=ACLK 
//波特率为 2400BIT/S TBIT1=14 TBIT0_5=6
//帧格式：(0)XXXXXXXX(1),0为起始位，1为结束位，XXXXXXXXX为8位数据
#include  <msp430xG43x.h>
#define TBIT1 14;                      //TBIT1 为1 位时间 
#define TBIT0_5 6;                    //TBIT0_5 为半位时间 
#define TXD BIT0                      //使用P1.0作为发送，特殊功能脚，用CCI0A做比较输出
#define RXD BIT1                      //使用P1.1作为接收，特殊功能脚，用CCI0B做捕获输入
unsigned int TR_COUNT;                 //发收计数器 
unsigned int T_DATA=0x00;              //发送缓冲器 
unsigned int R_DATA=0x00;             //接收缓冲器 
void init(void);                      //初始化 
void txd (unsigned char byte);        //发送一字节数据 
void rxd(void);                       //接收准备子程序 
// ******************************************************
// 主函数
// *****************************************************
main() 
{ 
	init();
	txd(0XFF);//由于发的第一帧会有错，所以先发送无用帧
	for(int i=0;i<255;i++)//发送0~255的数据
		  txd(i);
	while(1)
	{
		   rxd();                                 //准备接收 
		   LPM3;                               //进入休眠状态，收到数据后在唤醒
		   txd(R_DATA);                 //把收到的数据重发
	}
} 
// ******************************************************
// 初始化函数
// *****************************************************
void init(void)                         
{ 
    WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;                  //停止WDT 
    P1DIR |= TXD;                                                 //TXD管脚为输出
    P1SEL |= (RXD+TXD);                                    //RXD和TXD都为特殊功能脚
    CCTL0|=OUT;                                                  //CCR0    OUT 设1 
    TACTL|=TASSEL_1+MC_2;                          //设定时器A 时钟源ACLK，设定时器为连续模式 
    _EINT();                                                            //开中断允许 
} 
//******************************************************
//发送一字节数据子程序 
//输入参量:unsigned char 类型字节 
// *****************************************************
void txd(unsigned char byte) 
{   
    T_DATA=255-byte;           //关键点之一：这里与其它MSP430的软串口例程不同
    CCR0=TAR;                        //将TAR 时间存入CCR0,确定第一位 长度。 
    CCR0=CCR0+TBIT1;         //将每1 位时间周期加入CCR0。 
    //uart帧格式：(0)xxxxxxxx(1)
    T_DATA=T_DATA<<1;         //左移一位
    T_DATA|=BIT0;                      //最后一位为1
    TR_COUNT=10;                     //发送计数器。 
    CCTL0=OUTMOD0+CCIE+OUTMOD2;              //重新设置CCTL0(CCIS1-0=00) 
                                                                                     //捕获/比较模块输出模式1,充许模块中断。 
    while(CCIE&CCTL0);               //等待CCIE 是否为0?为0 则表示发送完数据。 
} 
// *****************************************************
//接收准备子程序 
//依赖TA0 中断来接收一字节数据。 
// *****************************************************
void rxd(void) 
{
    TR_COUNT=8;                             //接收数据位 位数 
    //关键点之一：其它MSP430的软串口都是用下降沿(CM1)，实践中我发现接收的问题就出在这里，所以我用CM0上升沿
    CCTL0 = SCS + CCIS0 + OUTMOD0 + CM0 + CAP + CCIE;  
    // 比较捕获为输出模式+比较捕获模块为中断允许+"上升沿捕获"+设置为捕获模式 
    //+选择CCI0B 为捕获源+同步捕获 
} 
//******************************************************************************* 
#pragma vector=TIMERA0_VECTOR       //TIMER_A 中断函数 
__interrupt void cc10int(void) 
{ 
    CCR0=CCR0+TBIT1;                   //重装下一位时间(当前时间+1 位时间) 
    //---------------------------接收处理程序段 
    if(CCTL0 & CCIS0)                    //是处于接收中还是发送中? 
    {
        if(CCTL0&CAP)                   //是捕获模式还是比较模式? 
        {         
            CCTL0&=~CAP;                //是-开始捕获,将捕获功能改为比较功能 
            CCR0=CCR0+TBIT0_5;           //开始捕获位再加半位时间 
        }
        else 
        {
            R_DATA=R_DATA>>1;            //处于比较功能,将前面 那位向低位移.
            if(CCTL0&SCCI)                       //这句等效于(P1IN&RXD)==1，如果RXD管脚是高电平
            {
               R_DATA|=BIT7;                   //则R_DATA的最高位置1
            }
            TR_COUNT--;                 //计数器减1
            if(TR_COUNT==0)              //是否接收完8 位? 
            { 
                R_DATA=255-R_DATA;      //关键点之一，这里也要用255减一次
                //*****************************
                CCTL0&=~CCIE;           //是接收完,捕获/ 比较块停止中断充许 
                LPM3_EXIT;             //退出低功率模式(一般,在进入LPM3 时才使用) 
            } 
        } 
    }                              //接收结束 
    //---------------------------------------------------------------- 
    else                                //开始发送程序段 
    { 
        if(TR_COUNT==0) 
        CCTL0&=~CCIE;                //关捕获/比较块中断,发送结束. 
        else 
        {
            if(T_DATA&0x0001)           //状态寄存器C 位是1,还是0? 
                CCTL0&=~OUTMOD2;         //状态寄存器C 位为0,发送0.
            else 
                CCTL0|=OUTMOD2;           //状态寄存器C 位为1,发送1.
            T_DATA=T_DATA>>1;             //将字节数据向右移一位 
            --TR_COUNT;                 //位计数器减1. 
        } 
    }
}

由于网上的MSP430例程都几乎一致（都是出自TI的例程），并且大体思路没有错误（不同型号之间的设置会有变化），所以接下来介绍一下初学者移植时也许遇到的问题：

1.这里用了有特殊功能的IO脚，所以一定要对照芯片资料来确定自己所用的430对应功能在哪个IO上；

2.重点：要清楚串口帧的格式，这里用到的是10位：(0)XXXXXXXX(1)，0开头，1结尾。

很多移植上的问题都是由此引起：

（1）由于发送时，从低位开始，即从1先开始发送，0最后发送，所以XXXXXXX要掉转一次（T_DATA=255-byte;）；

（2）由于未知其他寄存器对TXD的影响，发送首帧时也许会出错，所以真正判断是否发送成功要从第二针开始（txd(0XFF);）；

（3）接收的时候，也容易受到帧格式的影响。。。。网上的例程都是用下降沿(CM1)，但RXD脚收到帧的第一位却是1，最后一位是0（正如前面所说的低位先发），所以改为CM0上升沿就可以收到了，收到的次序是1XXXXXXX0，XXXXXXX也要掉转一次（R_DATA=255-R_DATA;）才能还原源数据。