MSP430--UART模块

UART是通用异步串行接口的简称。串行通信接口是用来与单片机外界系统进行通信桥梁，比如可以吧单片机ADC转换的数据通过串口发送给PC机（上位机），经上位机处理之后在发回给单片，达到通信的目的。TI公司的MSP430系列单片机均具有UART功能，其中大部分还和SPI,I2C功能复用，通过相关寄存器的配置，可以很轻松地就实现了UART,SPI,I2C的通信功能。在此以MSP430x149为例介绍UART功能及其实现过程。

1.异步通信的结构：

2.UART数据格式（数据协议）：

异步通信再不发送数据的时候，通信线路上总是呈现高电平状态，称为空闲状态。当有数据发送是，信号线变成低电平，并持续一位的时间用于表示发送字符的开始，该为称为起始位。起始位之后在信号线上依次出现发送的数据。

起始位，数据位由高到低7/8位，地址位 0/1位，奇偶校验位 奇偶或无，停止位1/2位。数据位位数、地址位、奇偶校验位、停止位均可由单片机内部寄存器控制；这款单片机都有两个USART模块，有两套独立的寄存器组；以下寄存器命中出现x代表0或是1,0代表对应0模块的寄存器，1代表对应1模块的寄存器；其中，与串口模式设置相关的控制位都位于UxCTL寄存器，与接收相关的控制位都位于UxRCTL寄存器，与发送相关的控制位都位于UxTCTL寄存器；波特率设置用UxBR0、UxBR1、UxMCTL三个寄存器；接收与发送有独立的缓存UxRXBUF、UxTXBUF，并具有独立的移位寄存器和独立的中断；中断允许控制位位于IE1/2寄存器，中断标志位位于IFG1/2寄存器。

3.波特率设置：430的波特率设置用三个寄存器实现：
UxBR0：波特率发生器分频系数低8位。
UxBR1：波特率发生器分频系数高8位。
UxMCTL：波特率发生器分频系数的小数部分实现。
设置波特率时，首先要选择合适的时钟源：USART模块可以设置的时钟源有UCLK引脚、ACLK、SMCLK；对于较低的波特率（9600以下），可选ACLK作为时钟源，这样，在LPM3（低功耗3）模式下，串口仍能正常发送接收数据；另外，由于串口接收过程有一个三取二判决逻辑，这至少需要三个时钟周期，因此分频系数必须大于3；波特率高于9600时，将不能使用ACLK作为时钟源，要调为频率较高的SMCLK作为时钟源；另外还可以外部输入UCLK时钟。分频系数计算公式如下：

小数分频是MSP430单片机的串口特色之一，UxMCTL寄存器的作用就是控制小数的分频，控制方法如下：对应位是1，则分频系数加一，0则分频系数减一；小数分频器会自动依次取出每一位来调整分频系数。其计算方法：可以先计算小数部分一的个数，然后把1均匀的放入UxMCTL的8位中，这样计算比较简单，分频系数的小数部分乘以8即得到1的位数，查表得到对应的UxMCTL值；另外一种通过计算每一位的错误率，交互计算，直到得到最小错误率的UxMCTL值，这种方法比较复杂，但得到的小数分频误差更小。

4.UART的初始化及复位

在初始化或者重新配置UART时，必须按照以下顺序进行：

（1）UxCTL寄存器的第0位SWRST置位；

（2）在SWRST置位的条件下，初始化所有的UART寄存器，包括UxCTL寄存器；

（3）通过置位模块使能寄存器MEx的URXEx和UTXEx位使能UART的接受和发送使能模块；

（4）通过软件复位UxCTL寄存器的第0位SWRST；

（5）通过中断使能寄存器IEx的URXIEx和UTXIEx来使能发送和接受中断。

5.UART的中断

（1）发送中断：当发送缓冲寄存器UxTXBUF被写入需要发送的数据的时候，UTXIFGx的中断标志位被置位；如果发送中断被允许，并且总中断被使能的话，则会向CPU发出中断请求。当响应中断请求之后，中断标志位被自动置0，在中断函数里边不需要手动清除标志位。

（2）接收中断：当有数据被装载到发送缓冲寄存器UxRXBUF时，UTXIFGx的中断标志位被置位；如果接受中断被允许，并且总中断被使能的话，则会向CPU发出中断请求。当响应中断请求之后，中断标志位被自动置0，在中断函数里边不需要手动清除标志位。

6.UART的相关寄存器：

UART的相关寄存器的每位功能参考TI公司提供的数据手册进行查看！！！

7.简单例程：
//将将接收到数据再发送回去；可以通过串口调试助手，观察单片机发送的数据
#include

void main(void)
{
volatile unsigned int i;

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;// Stop WDT
P3SEL |= 0x30;// P3.4,5 = USART0 TXD/RXD

//使用低功耗模式
BCSCTL1 |= XTS;// ACLK= LFXT1= HF XTAL

do
{
IFG1 &= ~OFIFG;// Clear OSCFault flag
for (i = 0xFF; i > 0; i--);// Time for flag to set
}
while ((IFG1 & OFIFG));// OSCFault flag still set?

BCSCTL2 |= SELM_3;// MCLK = LFXT1 (safe)

//配置UART的功能

UCTL0 |= CHAR;// 8-bit character
UTCTL0 |= SSEL0;// UCLK= ACLK
UBR00 = 0x45;// 8MHz 115200
UBR10 = 0x00;// 8MHz 115200
UMCTL0 = 0x00;// 8MHz 115200 modulation
UCTL0 &= ~SWRST;// Initialize USART state machine