时钟初始化和GPIO
概述：
本实验的目的是了解用于执行对MSP430 Value Line设备的初始化过程的步骤。在这个练习中，您将编写初始化代码，并运行该设备使用各种时钟资源。
1、写初始化代码
2、运行CPU的MCLK的来源方式：VLO 、32768晶体、DCO
3、主体程序部分
4、观察LED闪光灯速度
MSP430时钟：
1、在MSP430单片机中一共有三个或四个时钟源：
（1）LFXT1CLK，为低速/高速晶振源，通常接32.768kHz，也可以接（400kHz～16Mhz）；
（2）XT2CLK，可选高频振荡器，外接标准高速晶振，通常是接8Mhz，也可以接（400kHz～16Mhz）；
（3）DCOCLK，数控振荡器，为内部晶振，由RC震荡回路构成；
（4）VLOCLK，内部低频振荡器，12kHz标准振荡器。
2、在MSP430单片机内部一共有三个时钟系统：
（1）ACLK，Auxiliary Clock，辅助时钟，通常由LFXT1CLK或VLOCLK作为时钟源，可以通过软件控制更改时钟的分频系数；
（2）MCLK，Master Clock，系统主时钟单元，为系统内核提供时钟，它可以通过软件从四个时钟源选择；
（3）SMCLK，Sub-Main Clock，系统子时钟，也是可以由软件选择时钟源。
Basic Clock Module Registers(基础时钟寄存器)
DCO control register DCOCTL
Basic clock system control 1 BCSCTL1
Basic clock system control 2 BCSCTL2
Basic clock system control 3 BCSCTL3
SFR interrupt enable register 1 IE1
SFR interrupt flag register 1 IFG1
3、MSP430的时钟设置包括3个寄存器，DCOCTL、BCSCTL1、BCSCTL2、BCSCTL3
DCOCTL，DCO控制寄存器，地址为56H，初始值为60H
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DCO2 |
DCO1 |
DCO0 |
MOD4 |
MOD3 |
MOD2 |
MOD1 |
MOD0 |
DCO0~DCO2: DCO Select Bit,定义了8种频率之一，而频率由注入直流发生器的电流定义。
MOD0~MOD4: Modulation Bit,频率的微调。
一般不需要DCO的场合保持默认初始值就行了。
BCSCTL1，Basic Clock System Control 1，地址为57H，初始值为84H
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XT2OFF |
XTS |
DIVA1 |
DIVA0 |
XT5V |
RSEL2 |
RSEL1 |
RSEL0 |
RSEL0~RSEL2: 选择某个内部电阻以决定标称频率.0最低，7最高。
XT5V: 1.
DIVA0~DIVA1:选择ACLK的分频系数。DIVA=0,1,2,3,ACLK的分频系数分别是1,2,4,8;
XTS: 选择LFXT1工作在低频晶体模式(XTS=0)还是高频晶体模式(XTS=1)。
XT2OFF: 控制XT2振荡器的开启(XT2OFF=0)与关闭(XT2OFF=1)。
正常情况下把XT2OFF复位就可以了.
BCSCTL2，Basic Clock System Control 2，地址为58H，初始值为00H
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SEM1 |
SELM0 |
DIVM1 |
DIVM0 |
SELS |
DIVS1 |
DIVS0 |
DCOR |
DCOR: Enable External Resistor. 0,选择内部电阻；1,选择外部电阻
DIVS0~DIVS1: DIVS=0,1,2,3对应SMCLK的分频因子为1,2,4,8
SELS: 选择SMCLK的时钟源, 0:DCOCLK; 1:XT2CLK/LFXTCLK.
DIVM0~1: 选择MCLK的分频因子, DIVM=0,1,2,3对应分频因子为1,2,4,8.
SELM0~1: 选择MCLK的时钟源, 0,1:DCOCLK, 2:XT2CLK, 3:LFXT1CLK
我用的时候一般都把SMCLK与MCLK的时钟源选择为XT2。
其它：
1. LFXT1: 一次有效的PUC信号将使OSCOFF复位，允许LFXT1工作，如果LFXT1信号没有用作SMCLK或MCLK，可软件置OSCOFF关闭LFXT1.
2. XT2: XT2产生XT2CLK时钟信号，如果XT2CLK信号没有用作时钟MCLK和SMCLK,可以通过置XT2OFF关闭XT2，PUC信号后置XT2OFF，即XT2的关闭的。
3. DCO振荡器：振荡器失效时，DCO振荡器会自动被选做MCLK的时钟源。如果DCO信号没有用作SMCLK和MCLK时钟信号时，可置SCG0位关闭DCO直流发生器。
4. 在PUC信号后，由DCOCLK作MCLK的时钟信号，根据需要可将MCLK的时钟源另外设置为LFXT1或XT2，设置顺序如下：
(1)清OSCOFF/XT2
(2)清OFIFG
(3)延时等待至少50uS
(4)再次检查OFIFG，如果仍置位，则重复(1)-(4)步，直到OFIFG=0为止。
(5)设置BCSCTL2的相应SELM。
实例分析
1、CPU运行在VLO时钟下：
这是最慢的时钟，在约12千赫兹下运行。因此，我们将通过可视化的LED闪烁的红色慢慢地在约每3秒钟率。我们可以让时钟系统默认这种状态，设置专门来操作VLO。我们将不使用任何ALCK外设时钟在此实验室工作，但你应该认识到，ACLK来自VLO时钟。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
P1DIR = 0x40; // P1.6 配置输出
P1OUT = 0; // 关闭LED
BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除OSCFault 标志
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 关闭 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3; // MCLK = VLO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // 开启LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; // 关闭 LED
_delay_cycles(5000);
}
}
2、CPU运行在晶振(32768Hz)时钟下：
晶体频率为32768赫兹，约3倍的VLO。如果我们在前面的代码中使用晶振，指示灯应闪烁大约每秒一次。你知道为什么32768赫兹是一个标准？这是因为这个数字是2的15次方，因此很容易用简单的数字计数电路，以每秒一次获得率 ——手表和其他时间时基。认识到ACLK来自外部晶振时钟。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
P1DIR = 0x41; // P1.0 和P1.6配置输出
P1OUT = 0x01; // 开启P1.0
BCSCTL3 |= LFXT1S_0; // LFXT1 = 32768Hz 晶振
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除 OSCFault 标志
_delay_cycles(100000); // 为可见的标志延时
}
P1OUT = 0; // 关闭P1
__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 关闭 DCO
BCSCTL2 |= SELM_3 + DIVM_3; // MCLK = 32768/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // 开启 LED
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; / / 关闭LED
_delay_cycles(5000);
}
}
3、CPU运行在晶振(32768Hz)和DCO时钟下：
最慢的频率，我们可以运行DCO约在1MHz（这也是默认速度）。因此，我们将开始切换MCLK到DCO下。在大多数系统中，你会希望ACLK上运行的VLO或32768赫兹晶振。由于ACLK在我们目前的代码是在晶体上运行，我们会打开DCO计算。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1); // If cal const erased, 挂起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; //设置DCO模式
P1DIR = 0x41; // P1.0 和P1.6配置输出
P1OUT = 0x01; // P1.0 开启
BCSCTL3 |= LFXT1S_0; // LFXT1 = 32768Hz
while(IFG1 & OFIFG)
{
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除OSCFault 标志
_delay_cycles(100000); // 为可见标志延时
}
P1OUT = 0; // P1.6 关闭
// __bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 关闭DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3; // MCLK = DCO
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // P1.6 开启
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; / / P1.6 关闭
_delay_cycles(5000);
}
}
4、CPU运行在DCO时钟下：
最慢的频率，我们可以运行DCO约在1MHz（这也是默认速度）。因此，我们将开始切换MCLK到DCO下。在大多数系统中，你会希望在VLO或者是晶振下运行ACLK。由于ACLK在我们目前的代码是在VLO上运行，我们会打开DCO运行。
#include <msp430g2231.h>
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 关闭看门狗定时器
if (CALBC1_1MHZ ==0xFF || CALDCO_1MHZ == 0xFF)
{
while(1); // If cal const erased,挂起
}
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; // Set range
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // 设置DCO模式
P1DIR = 0x40; // P1.6 配置输出
P1OUT = 0; // P1关闭
BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // LFXT1 = VLO
IFG1 &= ~OFIFG; // 清除 OSCFault 标志
//__bis_SR_register(SCG1 + SCG0); // 关闭DCO
BCSCTL2 |= SELM_0 + DIVM_3; // MCLK = DCO/8
while(1)
{
P1OUT = 0x40; // P1.6 关闭
_delay_cycles(100);
P1OUT = 0; // P1.6 开启
_delay_cycles(5000);
}
}