Interrupções em msp430 - escrever programa de interrupção gpio usando code composer studio

Considere um relógio digital simples que é programado apenas para mostrar as horas, agora imagine que você deseja alterar seu fuso horário. O que você faria? Basta pressionar um botão que muda para o menu que permite alterar o fuso horário. Aqui, o sistema não pode prever sua interrupção externa em seus processos de cronometragem e não pode pedir que você espere, pois está ocupado incrementando o valor dos segundos em seu relógio. É aqui que as interrupções são úteis.

As interrupções nem sempre precisam ser externas; pode ser interno também. Na maioria das vezes, uma interrupção incorporada também facilita a comunicação entre dois periféricos da CPU. Considere que um temporizador predefinido é reiniciado e uma interrupção é disparada quando o tempo atinge o valor no registro do temporizador. O manipulador de interrupção pode ser usado para iniciar os outros periféricos como o DMA.

Neste tutorial, usamos as interrupções externas no MSP430 para alternar diferentes LEDs. Quando uma interrupção externa é dada pela mudança de estado usando um botão de pressão, o controle é transferido (antecipado) para o ISR e ele faz o necessário. Para saber o básico, como a configuração do ambiente CCS para o launchpad MSP430G2, siga este link para começar a usar o MSP430 usando CCS, pois não entraremos em detalhes neste tutorial. Verifique também outros tutoriais baseados em MSP430 usando Energia IDE e CCS seguindo o link.

Por que precisamos interromper?

As interrupções são necessárias para economizar a sobrecarga da pesquisa em um sistema embarcado. Eles são chamados quando as tarefas com prioridade mais alta precisam ser executadas antecipando a tarefa em execução atual. Também pode ser usado para despertar a CPU dos modos de baixo consumo de energia. Quando é despertado por uma transição de borda de sinal externo através de uma porta GPIO, o ISR é executado e a CPU volta novamente ao Modo de Baixo Consumo.

Tipos de interrupção no MSP430

As interrupções no MSP430 vêm nos seguintes tipos -

Reinicialização do sistema
Interrupção Não Mascarável
Maskable Interrupt
Interrupções Vetorizadas e Não Vetorizadas

Reinicialização do sistema:

Pode ocorrer devido à tensão de alimentação (Vcc) e devido a um sinal baixo no pino RST / NMI com o modo Reset selecionado e também pode ocorrer devido a motivos como estouro do temporizador de watchdog e violação da chave de segurança.

Interrupção não mascarável:

Essas interrupções não podem ser mascaradas pelas instruções da CPU. Uma vez que a Interrupção Geral esteja habilitada, a interrupção não mascarável não pode ser desviada do processamento. Isso é gerado por fontes como falhas do oscilador e uma borda fornecida manualmente ao RST / NMI (no modo NMI).

Interrupção mascarável:

Quando ocorre uma interrupção e pode ser mascarada por uma instrução da CPU, é uma interrupção mascarável. Eles não precisam ser externos sempre. Eles também dependem de periféricos e de suas funções. As interrupções de porta externa usadas aqui estão nesta categoria.

Interrupções vetorizadas e interrupções não vetorizadas:

Vetorizada: neste caso, os dispositivos que interrompem nos fornecem a origem da interrupção, passando o endereço do vetor de interrupção. Aqui, o endereço do ISR é fixado e o controle é transferido para esse endereço e o ISR cuida do resto.

Não vetorial: aqui todas as interrupções têm ISR comum. Quando ocorre uma interrupção de uma fonte não vetorial, o controle é transferido para o endereço comum, ao qual compartilham todas as interrupções não vetorial.

Interromper controle de programa em MSP430

Quando a interrupção ocorre, MCLK é ligado e a CPU é chamada de volta do estado desligado. Como o controle do programa é transferido para o endereço ISR após a ocorrência da interrupção, os valores no contador do programa e o registrador de status são movidos para a pilha.

Consecutivamente, o registro de status é apagado, apagando assim o GIE e encerrando o modo de baixo consumo de energia. A interrupção com a prioridade mais alta é selecionada e executada colocando o endereço do vetor de interrupção no contador do programa. Antes de chegarmos ao nosso código de exemplo de interrupção GPIO MSP430, é importante entender o funcionamento dos registros de porta envolvidos nele.

Registros de porta para controle GPIO em MSP430:

PxDIR: É um registro de controle de direção de porta. Ele permite que o programador selecione especificamente sua função escrevendo 0 ou 1. Se um pino for selecionado como 1, ele atua como uma saída. Considere a porta 1 como uma porta de 8 bits e se os pinos 2 e 3 forem atribuídos como portas de saída, o registro P1DIR deve ser configurado com o valor 0x0C.

PxIN: É um registro somente leitura e os valores atuais na porta podem ser lidos usando este registro.

PxOUT: Este registro particular pode ser usado para escrever valores diretamente nas portas. Isso só é possível quando o registro pullup / pulldown está desabilitado.

PxREN: É um registro de 8 bits usado para habilitar ou desabilitar o registro pullup / pulldown. Quando um pino é definido como 1 em ambos os registradores PxREN e PxOUT, o pino específico é puxado para cima.

PxDIR	PxREN	PxOUT	I / O Config
0	0	X	Entrada com resistores desativados
0	1	0	Entrada com menu suspenso interno habilitado
0	1	1	Entrada com pullup interno habilitado
1	X	X	Saída - PxREN não tem efeito

PxSEL e PxSEL2: Como todos os pinos no MSP430 são multiplexados, a função particular deve ser selecionada antes de usá-la. Quando ambos os registros PxSEL e PxSEL2 são configurados como 0 para um pino particular, então a E / S de propósito geral é selecionada. Quando o PxSEL é definido como 1, a função periférica primária é selecionada e assim por diante.

PxIE: Habilita ou desabilita interrupções para um determinado pino em uma porta x.

PxIES: Seleciona a borda na qual uma interrupção é gerada. Para 0, uma borda ascendente é selecionada e para 1, uma borda descendente é selecionada.

Circuito MSP430 para testar interrupção GPIO

O circuito MSP430 usado para testar nosso código de exemplo de interrupção MSP430 é mostrado abaixo.

O aterramento da placa é usado para aterrar o LED e o botão. Os lados diagonalmente opostos do botão de pressão são terminais normalmente abertos e são conectados quando o botão de pressão é pressionado. Um resistor é conectado antes do LED para evitar o alto consumo de corrente pelo LED. Normalmente, resistores baixos na faixa de 100 ohm - 220 ohm são usados.

Usamos 3 códigos diferentes para obter uma melhor compreensão das interrupções de porta. Os primeiros dois códigos usam o mesmo circuito do Diagrama de Circuito 1. Vamos mergulhar no código. Depois que as conexões foram feitas, minha configuração ficou assim.

Programando MSP430 para interrupções

O Programa de Interrupção MSP430 completo pode ser encontrado no final desta página, a explicação do código é a seguinte.

A linha abaixo interrompe a operação do cronômetro watchdog. O cronômetro de watchdog geralmente executa duas operações. Uma é evitar que o controlador de loops infinitos reiniciando o controlador e a outra é que ele dispara eventos periódicos usando o temporizador embutido. Quando um microcontrolador é reiniciado (ou ligado), ele está no modo temporizador e tende a reiniciar o MCU após 32 milissegundos. Esta linha impede o controlador de fazer isso.

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;

Definir o registro P1DIR com o valor 0x07 define a direção do pino 0, pino 1 e pino 2 como saída. Definir o P1OUT como 0x30 configura uma entrada com resistores pullup internos habilitados no pino 4 e pino 5. Definir P1REN como 0x30 ativa o pullup interno nesses pinos. P1IE habilita a interrupção, onde P1IES seleciona a transição de alto para baixo como a borda de interrupção nesses pinos.

P1DIR - = 0x07; P1OUT = 0x30; P1REN - = 0x30; P1IE - = 0x30; P1IES - = 0x30; P1IFG & = ~ 0x30;

A próxima linha habilita o modo de baixo consumo e habilita o GIE no registro de status para que as interrupções possam ser recebidas.

__bis_SR_register (LPM4bits + GIE)

O contador do programa é definido com o endereço do vetor da porta 1 usando a macro.

PORT1_VECTOR . #pragma vector = PORT1_VECTOR __interrupt void Port_1 (void)

O código a seguir alterna cada um dos LEDs conectados ao pino 0, pino 1, pino 2, um por um.

if (contagem% 3 == 0) { P1OUT ^ = BIT1; P1IFG & = ~ 0x30; contagem ++; } else if (contar% 3 == 1) { P1OUT ^ = BIT1; P1IFG & = ~ 0x30; contagem ++; } else { P1OUT ^ = BIT2; P1IFG & = ~ 0x30; contagem ++; }

Diagrama de circuito 2:

Da mesma forma, vamos tentar um pino diferente para entender o conceito muito melhor. Portanto, aqui o botão de pressão está conectado ao pino 2.0 em vez do pino 1.5. o circuito modificado é o seguinte. Novamente, este circuito é usado para testar o programa de interrupção do botão MSP430.

Aqui, a porta 2 é usada para entrada. Portanto, um vetor de interrupção diferente deve ser usado. P1.4 e P2.0 recebem as entradas.

Como a porta 2 é usada apenas para entrada, P2DIR é definido como 0. Para definir o pin0 da porta 2 como entrada com resistores pull-up internos habilitados, os registros P2OUT e P2REN devem ser definidos com um valor de 1. Para habilitar o interrupção no pin0 da porta 2 e também para selecionar a borda da interrupção, P2IE e P2IES são configurados com um valor de 1. Para redefinir o sinalizador na porta 2, P2IFG é limpo, de modo que o sinalizador possa ser definido novamente no ocorrência da interrupção.

P2DIR - = 0x00; P2OUT = 0x01; P2REN - = 0x01; P2IE - = 0x01; P2IES - = 0x01; P2IFG & = ~ 0x01;

Quando a fonte de interrupção é da porta 1, o LED conectado ao pino 1 da porta 1 acende. Quando a fonte de interrupção pertence à porta 2, o LED conectado ao pino 2 da porta 1 acende.

#pragma vector = PORT1_VECTOR __interrupt void Port_1 (void) { P1OUT ^ = BIT1; P1IFG & = ~ 0x10; para (i = 0; i <20000; i ++) { } P1OUT ^ = BIT1; } #pragma vector = PORT2_VECTOR __interrupt void Port_2 (void) { P1OUT ^ = BIT2; P2IFG & = ~ 0x01; para (j = 0; j <20000; j ++) { } P1OUT ^ = BIT2; }

Carregando programa para MSP430 do CCS

Para carregar o projeto na barra de ativação e depurá-lo, selecione o projeto e clique no ícone de depuração na barra de ferramentas. Alternativamente, pressione F11 ou clique em RunàDebug para entrar no modo de depuração.

Depois de entrar no modo de depuração, pressione o botão de execução de cor verde para executar livremente o código carregado no MCU. Agora, quando o botão é pressionado, a interrupção é acionada pela mudança na borda, solicitando assim a mudança no estado do LED.

Programa de interrupção no MSP430

Depois que o código for carregado com sucesso, podemos testá-lo simplesmente usando o botão de ação. O padrão do LED mudará de acordo com nosso programa sempre que uma interrupção for dada usando o botão.

O trabalho completo pode ser encontrado no vídeo no link abaixo. Espero que você tenha gostado do tutorial e aprendido algo útil. Se você tiver alguma dúvida, deixe-a na seção de comentários ou use nossos fóruns para outras questões técnicas.