MSP430单片机实现模拟串口通信的设计

1、背景：

很多时候由于硬件资源有限，但又需要使用串口通信，此时可以考虑使用模拟串口；

2、前提：

要实现特定bps的串口速率，需要相应频率的定时器，保证误码率在可以接受的范围内；

例如：

1MHz的时钟最高可模拟9600bps的通信速率：1M/9600 = 104 误码率1%

3、参考代码：

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// ACLK = TACLK = LFXT1 = 32768Hz， MCLK = SMCLK = default DCO

// //* An external watch crystal is required on XIN XOUT for ACLK *//

//

// MSP430G2xx1

// -----------------

// /|| XIN|-

// | | | 32kHz

// --|RST XOUT|-

// | |

// | CCI0B/TXD/P1.1|--------》

// | | 9600 8N1

// | CCI0A/RXD/P1.2|《--------

//

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#include

//------------------------------------------------------------------------------

// Hardware-related definitions

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#define UART_TXD 0x02 // TXD on P1.1 （Timer0_A.OUT0）

#define UART_RXD 0x04 // RXD on P1.2 （Timer0_A.CCI1A）

//------------------------------------------------------------------------------

// Conditions for 9600 Baud SW UART， SMCLK = 1MHz

//------------------------------------------------------------------------------

#define UART_TBIT_DIV_2 （1000000 / （9600 * 2））

#define UART_TBIT （1000000 / 9600）

//------------------------------------------------------------------------------

// Global variables used for full-duplex UART communication

//------------------------------------------------------------------------------

unsigned int txData; // UART internal variable for TX

unsigned char rxBuffer; // Received UART character

//------------------------------------------------------------------------------

// Function prototypes

//------------------------------------------------------------------------------

void TimerA_UART_init（void）;

void TimerA_UART_tx（unsigned char byte）;

void TimerA_UART_print（char *string）;

//------------------------------------------------------------------------------

// main（）

//------------------------------------------------------------------------------

int main（void）

{

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop watchdog timer

if （CALBC1_1MHZ==0xFF） // If calibration constants erased

{

while（1）; // do not load， trap CPU！！

}

DCOCTL = 0; // Select lowest DCOx and MODx settings

BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ;

DCOCTL = CALDCO_1MHZ;

P1OUT = 0x00; // Initialize all GPIO

P1SEL = UART_TXD + UART_RXD; // Timer function for TXD/RXD pins

P1DIR = 0xFF & ~UART_RXD; // Set all pins but RXD to output

P2OUT = 0x00;

P2SEL = 0x00;

P2DIR = 0xFF;

__enable_interrupt（）;

TimerA_UART_init（）; // Start Timer_A UART

TimerA_UART_print（“G2xx1 TimerA UARTrn”）;

TimerA_UART_print（“READY.rn”）;

for （;;）

{

// Wait for incoming character

__bis_SR_register（LPM0_bits）;

// Update board outputs according to received byte

if （rxBuffer & 0x01） P1OUT |= 0x01; else P1OUT &= ~0x01; // P1.0

if （rxBuffer & 0x02） P1OUT |= 0x08; else P1OUT &= ~0x08; // P1.3

if （rxBuffer & 0x04） P1OUT |= 0x10; else P1OUT &= ~0x10; // P1.4

if （rxBuffer & 0x08） P1OUT |= 0x20; else P1OUT &= ~0x20; // P1.5

if （rxBuffer & 0x10） P1OUT |= 0x40; else P1OUT &= ~0x40; // P1.6

if （rxBuffer & 0x20） P1OUT |= 0x80; else P1OUT &= ~0x80; // P1.7

if （rxBuffer & 0x40） P2OUT |= 0x40; else P2OUT &= ~0x40; // P2.6

if （rxBuffer & 0x80） P2OUT |= 0x80; else P2OUT &= ~0x80; // P2.7

// Echo received character

TimerA_UART_tx（rxBuffer）;

}

}

//------------------------------------------------------------------------------

// Function configures Timer_A for full-duplex UART operation

//------------------------------------------------------------------------------

void TimerA_UART_init（void）

{

TACCTL0 = OUT; // Set TXD Idle as Mark = ‘1’

TACCTL1 = SCS + CM1 + CAP + CCIE; // Sync， Neg Edge， Capture， Int

TACTL = TASSEL_2 + MC_2; // SMCLK， start in continuous mode

}

//------------------------------------------------------------------------------

// Outputs one byte using the Timer_A UART

//------------------------------------------------------------------------------

void TimerA_UART_tx（unsigned char byte）

{

while （TACCTL0 & CCIE）; // Ensure last char got TX‘d

TACCR0 = TAR; // Current state of TA counter

TACCR0 += UART_TBIT; // One bit time till first bit

TACCTL0 = OUTMOD0 + CCIE; // Set TXD on EQU0， Int

txData = byte; // Load global variable

txData |= 0x100; // Add mark stop bit to TXData

txData 《《= 1; // Add space start bit

}

//------------------------------------------------------------------------------

// Prints a string over using the Timer_A UART

//------------------------------------------------------------------------------

void TimerA_UART_print（char *string）

{

while （*string） {

TimerA_UART_tx（*string++）;

}

}

//------------------------------------------------------------------------------

// Timer_A UART - Transmit Interrupt Handler

//------------------------------------------------------------------------------

#pragma vector = TIMERA0_VECTOR

__interrupt void Timer_A0_ISR（void）

{

static unsigned char txBitCnt = 10;

TACCR0 += UART_TBIT; // Add Offset to CCRx

if （txBitCnt == 0） { // All bits TXed？

TACCTL0 &= ~CCIE; // All bits TXed， disable interrupt

txBitCnt = 10; // Re-load bit counter

}

else {

if （txData & 0x01） {

TACCTL0 &= ~OUTMOD2; // TX Mark ’1‘

}

else {

TACCTL0 |= OUTMOD2; // TX Space ’0‘

}

txData 》》= 1;

txBitCnt--;

}

}

//------------------------------------------------------------------------------

// Timer_A UART - Receive Interrupt Handler

//------------------------------------------------------------------------------

#pragma vector = TIMERA1_VECTOR

__interrupt void Timer_A1_ISR（void）

{

static unsigned char rxBitCnt = 8;

static unsigned char rxData = 0;

switch （__even_in_range（TAIV， TAIV_TAIFG）） { // Use calculated branching

case TAIV_TACCR1： // TACCR1 CCIFG - UART RX

TACCR1 += UART_TBIT; // Add Offset to CCRx

if （TACCTL1 & CAP） { // Capture mode = start bit edge

TACCTL1 &= ~CAP; // Switch capture to compare mode

TACCR1 += UART_TBIT_DIV_2; // Point CCRx to middle of D0

}

else {

rxData 》》= 1;

if （TACCTL1 & SCCI） { // Get bit waiting in receive latch

rxData |= 0x80;

}

rxBitCnt--;

if （rxBitCnt == 0） { // All bits RXed？

rxBuffer = rxData; // Store in global variable

rxBitCnt = 8; // Re-load bit counter

TACCTL1 |= CAP; // Switch compare to capture mode

__bic_SR_register_on_exit（LPM0_bits）; // Clear LPM0 bits from 0（SR）

}

}

break;

}

}