一、CA+构造

MSP430G2553带有一个比较器Comparator_A+(CA+),其构造框图如下图所示。

二、输入 & 输出

如上图所示,比较器有一个同向输入端(V+)和一个反向输入端(V-)。通过软件设置,V+端可以连接到CA0~CA2三个外部管脚之一,或者三个内部电压基准之一;V-端可以连接到CA1~CA7七个外部管脚之一,或者三个内部电压基准之一。内部电压基准可以是0.5*Vcc、0.25*Vcc,或者内部一个二极管的导通电压(约0.55V)。

输出信号可以连接至Timer的外部时钟输入,或者CAOUT对应的管脚;输出信号变化时,可触发CAIFG中断。

CAx、CAOUT对应的MSP430G2553管脚如下图所示。

三、相关设置寄存器

CA+主要寄存器有CACTL1、CACTL2、CAPD三个。其中CAPD用于断开与GPIO管脚相连的数字电路部分,以提高CA+的性能;实际上,当某个管脚被设置成CA+输入时,CAPD会自动置位,因此对于CAPD的操作一般不需关心(除非该管脚还同时用于输入某个数字信号)。

- CACTL2寄存器的P2CAx位段:选择输入信号对应的管脚。

- CACTL1寄存器的CAEx位:切换V+、V-输入信号。该功能用于当输入信号非常接近时,一般用不到。

- CACTL1寄存器的CAON位:关闭/开启CA+。

- CACTL1寄存器的CAREFx位段和CARSEL位:CAREFx位段用于选择CA+参考电压,可以为0.5*Vcc、0.25*Vcc或~0.55V;CARSEL位用于选择参考电压连接至V+还是V-端。注意当V+、V-都连接到外部管脚时,内部参考电压须关闭。

- CACTL2寄存器的CAF位:关闭/开启输入信号滤波。建议开启。

- CACTL2寄存器的CASHSHORT位:将输入信号短接。一般用不到。

四、一个有意思的例子

将电位器连接到P1.1,当P1.1的电压高于0.5*Vcc时,LED灯闪烁;否则LED灯熄灭。由于P1.1对应MSP430G2553芯片的RX,G2 Launchpad已经将其连接到了USB转串口芯片上,因此P1.1作为CA1使用时应将J3上的相关跳线断开。

 #include "io430.h"

 #define LED1 BIT0  //red

 #define TRUE 1
#define FALSE 0 #define LOW_INPUT 0
#define HIGH_INPUT 1 //global variable
char state = LOW_INPUT;
char flash = FALSE; //start with low input, no flash on LED void main(void)
{
// Stop watchdog timer to prevent time out reset
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // LED setup
P1OUT = ;
P1DIR |= LED1; // DCO setup
BCSCTL1 = CALBC1_1MHZ; //running at 1MHz
DCOCTL = CALDCO_1MHZ; // ACLK setup
BCSCTL3 |= LFXT1S_2; //ACLK source: VLO, measured as 10kHz
BCSCTL1 |= DIVA_3; //ACLK = VLO divided by 8: 1.25kHz // Timer0_A setup
TA0CCR0 = - ; //timer overflow freq: 1250/250 = 5Hz(0.2s)
TA0CCTL0 = CCIE;//enable interrupt
TA0CTL = TASSEL_1 + MC_1 + TACLR;//ACLK, no div, up mode, clear timer // Comparator_A+ setup
CACTL1 = CAREF_2 + CARSEL + CAIE;//0.5 Vcc ref on V-, enable interrupt on rising
CACTL2 = P2CA4 + CAF; //input CA1 (P1.1, remove the jumper) on V+, filter on
CACTL1 |= CAON; //turn on comparator __enable_interrupt();
LPM3; } #pragma vector = TIMER0_A0_VECTOR
__interrupt void CCR0_ISR(void)
{
//TA0CCR0 flag clearing is automatic
if(flash == FALSE)
{
P1OUT &= ~LED1; //led off
}
else
{
P1OUT ^= LED1; //toggle LED
}
} #pragma vector = COMPARATORA_VECTOR
__interrupt void COMPA_ISR(void)
{
switch(state)
{
case LOW_INPUT:
if((CACTL2 & CAOUT) == 0x01)
{
state = HIGH_INPUT;
CACTL1 |= CAIES; //value high, so watch for falling edge
flash = TRUE; //let led flash
}
break;
case HIGH_INPUT:
if((CACTL2 & CAOUT) == 0x00)
{
state = LOW_INPUT;
CACTL1 &= ~CAIES; //value low, so watch for rising edge
flash = FALSE; //turn LED off
}
break;
}
}

这个例子有意思的地方在于,展示了数据流程图(Data Flow Diagram, DFD)和状态转换图(State Transition Diagram, STD)这两个重要的概念。两个中断程序分别处理来自Timer0_A和CA+的中断,形成两个“process”,它们有自身独有的变量/参数,同时还共享了flash(LED是否闪烁)这一变量。此外,CA+的中断程序包含HIGH_INPUT和LOW_INPUT两种状态,是一个非常简单的状态机。

程序的DFD和CA+中断程序的STD如下图所示。

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