MSP430单片机IO口简介

IO口是处理器系统对外沟通的最基本部件，从基本的键盘、LED到复杂的外设芯片等，都是通过IO口的输入、输出操作来进行读取或控制的。

MSP430系列中，不同单片机的IO口数量不同。体积最小的MSP430F20xx系列只有10个IO，适合在超小型设备中应用；功能最丰富的MSP430FG46xx系列多达80个IO口，足够应付外部设备繁多的复杂应用。在MSP430FE425单片机中，共有14个IO口，属于IO口较少的系列。但由于需要大量引脚的设备，如LCD、多通道模拟量输入等都有专用引脚，不占用IO口。因此在大部分设计中IO数量还是够用的。

和大部分单片机类似，MSP430单片机也将8个IO口编为一组。例如P1.0~P1.7都属于P1口。每组IO口都有4个控制寄存器，其中P1和P2口还额外具有3个中断寄存器。

IO口寄存器列表

寄存器名

寄存器功能

读写类型

复位初始值

PxIN

Px口输入寄存器

只读

无

PxOUT

Px口输出寄存器

读写

保持不变

PxDIR

Px口方向寄存器

读写

0（默认输入）

PxSEL

Px口第二功能选择

读写

0（全部为IO口）

PxIE

Px口中断允许

读写

0（全部不允许中断）

PxIES

Px口中断沿选择

读写

保持不变

PxIFG

Px口中断标志位

读写

0（全部未发生中断）

这是本书第一次出现寄存器列表，有必要说明一下MSP430单片机的寄存器以及标志位全部是大写的。若出现的小写的“x”，表示该设备不止一个，因此寄存器也不止一个。为了缩短列表长度，不用全部列出，用字母x表示序号。例如对于表中的PxOUT，当x取1、2、3时，就变成了P1OUT、P2OUT、P3OUT。

PxDIR寄存器用于设置每一位IO口方向：0=输入1=输出。MSP430单片机的IO口属于双向IO口，因此在使用IO口时首先要用方向选择寄存器来设置每个IO口的方向。例如P1.5、P1.6、P1.7接有按键，P1.1、P1.3、P1.4接有LED，那么P1.5、P1.6、P1.7要设为输入，P1.1、P1.3、P1.4要设为输出：

P1DIR|=BIT1+BIT3+BIT4; // P1.1、P1.3、P1.4设为输出

P1DIR &=~ (BIT5+BIT6+BIT7); // P1.5、P1.6、P1.7设为输入(可省略)

由于PxDIR寄存器在复位过程中会被清0，没有被设置的IO口方向均为输入状态，因此第二句可以被省略。

对于所有已经设成输出状态的IO口，可以通过PxOUT寄存器设置其输出电平（当IO口配置为输入模式并且置高/置低使能时，PxOUT寄存器：0置低1置高）；对于所有已经被设成输入状态的IO口，可以通过PxIN寄存器读回其输入电平。例如读回P1.5口上的开关状态，并判断若处于按下状态（低电平）则从P1.1口输出高电平点亮LED：

if((P1IN & BIT5)==0)P1OUT|=BIT1; //若P1.5为低电平则P1.1输出高电平

PxSEL寄存器用于设置每一位IO的功能：0=普通IO口1=第二功能。

在MSP430单片机中，很多内部功能模块也需要和外界进行数据交流，为了不增加芯片引脚数量，大部分都和IO口复用管脚。因此大多数IO引脚都具有第二功能。通过寄存器PxSEL可以指定某些IO引脚作为第二功能使用。例如从附录中管脚排布图中查到MSP430x42x系列单片机的P2.4、P2.5口和串口的TXD、RXD公用引脚。若需要将这两个引脚配置为串口收发脚，则须将P2SEL的4、5位置高：

P2SEL |= BIT4 + BIT5; // P2.4,5设为串口收发引脚

在MSP430所有的单片机中，P1口、P2口总共16个IO口均能作引发中断。在MSP430x42x系列中，14个IO均属于P1或P2口，因此每个IO都能作为中断源使用。通过下列2个寄存器配置IO口作为中断使用：

PxIE寄存器用于设置每一位IO的中断允许：0=不允许1=允许

PxIES寄存器用于选择每一位IO的中断触发沿：0=上升沿1=下降沿

在使用IO口中断之前，需要先将IO口设为输入状态，并允许该位IO的中断，再通过PxIES寄存器选择触发方式为上升沿触发或者下降沿触发。例如将P1.5、P1.6、P1.7口设为中断源，下降沿触发：

P1DIR &=~(BIT5 + BIT6 + BIT7); // P1.5、P1.6、P1.7设为输入(可省略)

P1IES |= BIT5 + BIT6 + BIT7; // P1.5、P1.6、P1.7设为下降沿中断

P1IE |= BIT5 + BIT6 + BIT7; //允许P1.5、P1.6、P1.7中断

EINT(); //总中断允许

PxIFG寄存器是IO中断标志寄存器：0=中断条件不成立1=中断条件曾经成立过，无论中断是否被允许，也不论是否正在执行中断服务程序，只要对应IO满足了中断条件（例如一个下降沿的到来），PxIFG中的相应位都会立即置1并保持，只能通过软件人工清除。这种机制的目的在于最大可能的保证不会漏掉每一次中断。在MSP430系列单片机中，P1口的8个中断和P2口8个中断各公用了一个中断入口，因此该寄存器另一重要作用在于中断服务程序中用于判断哪一位IO产生的中断。下面的中断服务程序示范P1.5、P1.6、P1.7发生中断后执行不同的代码：

#pragma vector = PORT1_VECTOR //P1口中断源

__interrupt void P1_ISR(void) //声明一个中断服务程序，名为P1_ISR()

{

if(P1IFG & BIT5) //判断P1中断标志第5位(P1.5)

{

... ... //在这里写P1.5中断处理程序

}

if(P1IFG & BIT6) //判断P1中断标志第6位(P1.6)

{

... ... //在这里写P1.6中断处理程序

}

if(P1IFG & BIT7) //判断P1中断标志第7位(P1.7)

{

... ... //在这里写P1.7中断处理程序

}

P1IFG=0；//清除P1所有中断标志位

}

注意在退出中断前一定要人工清除中断标志，否则该中断会不停发生。类似的原理，即使IO口没有出现中断条件，人工向写PxIFG寄存器相应位写“1”，也会引发中断。更改中断沿选择寄存器也相当于跳变，也会引发中断，所以更改PxIES寄存器应该在关闭中断后进行，并在打开中断之前及时清除中断标志。MSP430单片机大量的IO中断非常适合做键盘输入用，但要注意键盘存在机械结构，在闭合或松开的过程中，机械结构的碰撞和反弹会造成信号上数毫秒的“毛刺”。