MSP430系列單片機是一種超低功耗控制器，它的每一系列根據(jù)不同的需要由不同的模塊組成，其FLASH系列使高效電子系統(tǒng)變得輕巧。FLASH存儲器同時也具有很強的靈活性。同時為了在低頻率振蕩器的驅(qū)動下得到較高的穩(wěn)定頻率，某些MSP430器件上使用了鎖頻技術(shù)FLL或增強型鎖頻環(huán)技術(shù)FLL+。如MSP430F412的時鐘模塊中使用了FLL+技術(shù)，這樣可以得到穩(wěn)定的頻率。
MSP430F413的典型工作電流為350uA(1MHz，3V)工作電壓為1.8V—3.6V，由于它的程序代碼熔絲保護，多次可擦寫功能的FLASH程序存儲器，96字段的LCD驅(qū)動器可以直接驅(qū)動通常應(yīng)用在測量設(shè)備上的字段型LCD，從而廣泛應(yīng)用于要求功耗低、時鐘準確度高、進行實時時鐘顯示以及定時處理某些操作的儀表(如電子水表、電表、煤氣表等)中。本文介紹用MSP430F413實現(xiàn)實時時鐘及其顯示。
在驅(qū)動電路中，液晶可以等效為電容。兩個電極分別為公共極與段極。公共極由CMOn信號驅(qū)動，段極由SEGn信號驅(qū)動。由此可以得到4種驅(qū)動方法。
(1)靜態(tài)驅(qū)動：使用一個引腳作為液晶公共端COM0，而每一段段極需要另一個引腳驅(qū)動。
(2)2MUX驅(qū)動：使用兩個引腳作為液晶公共端COM0、COM1每兩段段極需要另一引腳驅(qū)動。
(3)3MUX驅(qū)動：使用三個引腳作為液晶公共端COM0、COM1、COM2，每3段段極需要另一引腳驅(qū)動。
(4)4MUX驅(qū)動：使用4個引腳作為液晶公共端COM0、COM1、COM2，每4段段極需要另一引腳驅(qū)動。
MSP430對液晶的驅(qū)動主要是通過液晶模塊的寄存器LCDCTL和LCDMx來實現(xiàn)。而驅(qū)動能力的不同也就是LCDMx寄存器的數(shù)量不同。顯示緩存器LCDMx越多，緩存越大，顯示的內(nèi)容就越多。MSP430F413集成了96段液晶驅(qū)動器，具有較強的顯示功能。在本文中MSP430F413采用了4MUX方式，其顯示緩存器中位與液晶段的對應(yīng)關(guān)系如圖1所示。
硬件設(shè)計 硬件電路框圖如圖2所示，因為采用4MUX方式，所以在R33、R23、R13、R03引腳上外接等值電阻來產(chǎn)生液晶的偏置電壓。根據(jù)需要把引腳Sx連接到液晶模塊(通過LCDCTL寄存器LCDM7、6、5位選擇所需要的輸出段)，本文選用引腳S0—S23。因為低頻晶振產(chǎn)生的時鐘信號穩(wěn)定，所以要選擇低頻晶振作為時鐘源。Xin和Xout引腳接32kHz晶振作為時鐘源。同時可接按鍵用于時鐘的調(diào)整。
軟件設(shè)計 為了節(jié)省功耗，系統(tǒng)應(yīng)工作在低功耗模式。低功耗模式有5種，而每種低功耗模式都可通過中斷喚醒進入活動模式。但不是每一種低功耗模式都適合實時時鐘顯示。本文中選用低功耗模式1。同時通過定時器的控制寄存器選取合適的分頻系數(shù)，使進入計數(shù)器的頻率降低，同樣也可以降低功耗。
系統(tǒng)通過定時中斷喚醒，進入活動模式處理數(shù)據(jù)，通過查表進行時鐘的顯示。表1為LCD從0-9的顯示瑪，此段碼通過真值表(見表2)得到。表中歐COM0、COM1、COM2、COM3為液晶顯示模塊的公共端(其對應(yīng)的管腳與MSP430F413的COM0、COM1、COM2、COM3相對應(yīng)的管腳連接)Pin1-Pin18為液晶顯示模塊的管腳。為了直觀，表中在字母A、B、C……前加上數(shù)字0、1、2等比如0A、0B、0C……對應(yīng)顯示的第一位書，1、1B、1C……對應(yīng)第二位數(shù)，依此類推。表中A為01H，B為02H，C為10H，D為04H，E為80H，F(xiàn)為20H，G為08H，H為40H。例如某位顯示2，其對應(yīng)的段是A、B、G、E、D，則顯示段碼為A+B+G+E+D=8FH。圖3為程序流程圖。
用MSP430F413實現(xiàn)的實時時鐘顯示，經(jīng)實際運行驗證精度非常高。同時在此基礎(chǔ)上可以進行更完善的日歷設(shè)計。而且此文的設(shè)計思想除了用于顯示外，還可以應(yīng)用在一些某種操作的儀表中。
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