簡介：
本章我們來學習一下MSP430單片機的系統(tǒng)復位與初始化的過程。
這節(jié)課的主要內(nèi)容有：
·系統(tǒng)復位POR與PUC
·POR產(chǎn)生過程
·復位后，系統(tǒng)初始狀態(tài)
·程序中如何復位
·硬件中如何設(shè)計

1,系統(tǒng)復位 POR與PUC

1.1 MSP430單片機復位邏輯圖

可以看到，它在復位時會產(chǎn)生兩個信號，一個是POR信號，一個是PUC信號。

POR信號叫做power-on reset。PUC信號叫做power-up clear。翻譯成中文就是：POR為上電復位信號，PUC為上電清除信號。這兩個信號都可以導致MSP430單片機發(fā)生復位中斷。但是他們之間的級別是不一樣的。

1.2 POR信號來源

POR信號的復位級別更高一些，POR信號主要來自于硬件：

※芯片上電；

※RST/NMI設(shè)置成復位模式，并在RST/NMI引腳上出現(xiàn)低電平信號；

※超級電壓監(jiān)視電路發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)。

1.3 PUC信號來源

POR信號的產(chǎn)生總會產(chǎn)生PUC信號，但PUC信號的發(fā)生不一定會產(chǎn)生POR信號。PUC信號是上電清除信號，產(chǎn)生PUC信號的情況有：

※發(fā)生POR信號；

※處于看門狗模式下，看門狗定時時間到；

※看門狗定時器寫入錯誤的安全鍵值；

※FLASH存儲器寫入錯誤的安全鍵值；

※CPU從外設(shè)地址范圍0H-01FF取數(shù)據(jù)。

2 POR產(chǎn)生過程（BOR）

2.1 POR信號產(chǎn)生過程圖

我們現(xiàn)在看到的這張圖是POR信號的產(chǎn)生過程圖。

如果這里是一個供電電壓的話，在上電初期，剛開始供電的時候，電壓是很不穩(wěn)的，電壓就有可能發(fā)生來回的跳變，電源還會產(chǎn)生很多的毛刺，這時候就需要POR信號來時刻監(jiān)視電源電壓，一旦電源電壓低于可編程的有效閾值的時候，就應該產(chǎn)生一個上電復位，保證單片機從一個確定的起始位置開始運行程序。

如果在單片機上電的時候，沒有一個監(jiān)視電壓的波動情況的過程，那么如果單片機在這個位置開始從Flash讀取程序代碼，開始執(zhí)行的話，跑程序時突然來了一個電壓的下降（比如這個位置），這時候如果沒有一個有效的復位信號，那么可能導致單片機的內(nèi)核陷入一個無效的狀態(tài)，或者說讓它的內(nèi)部發(fā)生自鎖，進入一個不確定的狀態(tài)，這時候系統(tǒng)就變得很不穩(wěn)定了，所以需要在上電初期產(chǎn)生一個有效的復位信號，保證系統(tǒng)是在一個確定的位置，按照確定的方式開始執(zhí)行的。

2.2 掉電產(chǎn)生POR

我們來看一下這張圖，掉電復位電路BOR會在芯片上電或掉電的過程中監(jiān)測電源電壓，并產(chǎn)生POR信號。芯片上電過程中，當電源電壓VCC超過VCC（start）后，BOR電路產(chǎn)生POR信號，直到Vcc超過V（B_IT+），然后再經(jīng)過延時t（BOR）后，POR信號撤銷。如果VCC電壓上升速率較慢，t（BOR）會相應延長。芯片掉電過程中，VCC必須降到低于V（B_IT-）之后，BOR電路才產(chǎn)生POR信號。這是個遲滯比較的功能，V（B_IT+）和V（B_IT-）差值即為遲滯電壓Vhys（B_IT-），通過遲滯比較避免錯誤產(chǎn)生POR信號。VCC（start），Vhys（B_IT-），V（B_IT-）和t（BOR）的值，就如這張表所示。

3 復位后,系統(tǒng)初始化狀態(tài)

3.1 系統(tǒng)復位后的系統(tǒng)狀態(tài)

系統(tǒng)復位POR后的單片機系統(tǒng)狀態(tài)為：

※RST/NMI引腳為復位功能；

※I/O方向寄存器復位，即I/O引腳為輸入狀態(tài)；

※MSP430內(nèi)部的功能模塊初始化，寄存器為默認值；

※SR（狀態(tài)寄存器）復位；

※看門狗激活

※PC(程序計數(shù)器)載入0xFFFE處地址并開始執(zhí)行。

3.2 上電復位后的硬件初始化

發(fā)生復位后，程序查詢各復位源的標志。程序能確定復位源，以執(zhí)行適當?shù)膹臀徊僮鳌?p>

MSP430在發(fā)生VCC上電后開始硬件初始化，即：

※全部I/O引腳切換成輸入狀態(tài)；

※I/O標志復位，細節(jié)見個外圍模塊的說明。

※將復位向量0FFFEh中包含的地址加載入PC中。CPU從上電清除（PUC）向量中包含的地址開始運行。

※狀態(tài)寄存器（SR）復位。

※用戶程序必須對除PC與SR外的全部寄存器進行初始化（如SP、RAM等）。

※決定工作頻率的系統(tǒng)時鐘從DCO 最低頻率開始工作。啟動晶振時鐘后，頻率調(diào)整到目標值。

3.3 RST /NMI復位功能復位后執(zhí)行順序

RST/NMI引腳在加載電壓Vcc后設(shè)置成復位功能。引腳的復位功能一直保持到不選此功能為止。處于復位功能狀態(tài)下，在RST/NMI引腳上拉低至GND，然后釋放，則MSP430按以下順序開始工作。

※將在復位向量0FFFEh中包含的地址加載入PC。

※在釋放RST/NMI引腳后，CPU從復位向量中所含的地址開始運行。

※狀態(tài)寄存器SR復位。

※除PC與SR外，用戶程序?qū)θ考拇嫫鬟M行初始化（如SP、RAM等）。

※對外圍模塊中的寄存器進行處理。

※決定工作頻率的系統(tǒng)時鐘從DCO的最低頻率開始工作。啟動晶振時鐘后，頻率調(diào)整到目標值。

4 程序中如何復位

4.1軟件初始化

在系統(tǒng)復位以后，用戶就要進行軟件初始化，用戶軟件必須根據(jù)應用的需求對MSP430進行初始化，它包括以下幾個部分：

1、初始化SP，通常是RAM的頂部，也就是初始化堆棧指針，讓它指向RAM的頂端。MSP430的RAM的堆棧是向下生長的。也就是最開始的時候堆棧指針是指向一個搞地址，然后隨著用戶不斷的壓棧，往里面存入數(shù)據(jù)的時候，SP的地址是往下減小的。

2、初始化看門狗定時器，也就是講看門狗放入到一個根據(jù)系統(tǒng)需要的一個確定的狀態(tài)，是使用它還是關(guān)閉它。即使使用看門狗的時候，看門狗定時的時間間隔是可以用戶編程的。

3、配置外圍模塊，也就是配置一些外設(shè)資源。

4.2程序初始化

我們來看主函數(shù)，首先我們看到的是關(guān)閉看門狗程序，在這里，我需要說明一下，在MSP430單片機中，看門狗默認是開的，所以在初始化時我們需要關(guān)閉看門狗，當我們需要看門狗的時候再打開看門狗定時器。

第2行代碼顯示的是時鐘（系統(tǒng)）初始化程序，其他的外圍模塊都是沿著時鐘這個核心來執(zhí)行的。所以我們有必要在開始的進行時鐘初始化，具體的時鐘初始化過程，我們會在后面的振蕩器與系統(tǒng)時鐘這一課詳細講解。

下面一行我們看到的是端口的初始化程序。在這里說下，給芯片上電時，我們大家都知道，芯片內(nèi)部是有一個復位的，復位后，各個端口有一個固定的狀態(tài)，但是在端口初始化的時候，我們可以根據(jù)我們的需要來設(shè)定端口的初始化。

然后，就是我們的外設(shè)資源的初始化了，我們在我們的系統(tǒng)中，需要用到什么外設(shè)資源，那么我們就需要對什么進行初始化，當然，我們也可以將時鐘初始化改成系統(tǒng)初始化，然后將我們需要的外設(shè)資源初始化，放到里面，一起進行初始化。這個方法，在我們編寫大的軟件時，進行模塊化編程的時候很受用。

到這里，我們的軟件初始化就完成了。

5 硬件中如何設(shè)計

5.1 復位電路的設(shè)計

復位電路是單片機系統(tǒng)中不可缺少的部分，其好壞影響整個單片機應用系統(tǒng)的可靠性。同時，復位電路非常容易受到外部噪聲的干擾。因此，復位電路的設(shè)計首先要保證整個應用系統(tǒng)的可靠性，其次是具有抗干擾能力。

復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后，還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。

圖中的電路圖，就是我們暢學電子MSP430核心板的復位電路，該電路圖可靠性高，抗干擾能力強，具有非常廣泛的應用。

5.2 掉電產(chǎn)生POR

為提高系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，也可以采用專用集成電路提供復位。這張圖便是采用專用集成電路的原理圖。

這種集成電路一般除了能夠提供上電復位信號，還可以提供按鍵手動復位和定時自動復位信號。由于MSP430系列單片機都有片內(nèi)看門狗定時器能夠?qū)崿F(xiàn)看門狗功能，因此MSP430系列單片機只需要提供上電復位和按鍵手動復位即可。