MSP430系列超低功耗单片机及应用
O引言单片机的应用日趋广泛,对处理器的综合性能要求也越来越高。纵观单片机的发展,以应用需求为目标,市场越来越细化,充分突出以“单片”解决问题。单片机系统作为嵌入式系统的一部分,主要集中在中、低端应用领域。在这些应用中,目前也出现了一些新的趋势,主要体现在以下几个方面:1)以电池供电的应用越来越多,而且由于产品体积的限制,很多是用纽扣电池供电,如无线传感器网络(WSN)、手持式仪表、玩具等。这就要求系统功耗
O 引言
单片机的应用日趋广泛,对处理器的综合性能要求也越来越高。纵观单片机的发展,以应用需求为目标,市场越来越细化,充分突出以“单片”解决问题。单片机系统作为嵌入式系统的一部分,主要集中在中、低端应用领域。在这些应用中,目前也出现了一些新的趋势,主要体现在以下几个方面:
1)以电池供电的应用越来越多,而且由于产品体积的限制,很多是用纽扣电池供电,如无线传感器网络(WSN)、手持式仪表、玩具等。这就要求系统功耗尽可能低。
2)随着应用的复杂度的提高,对处理器的功能和性能要求不断提高,既要外设丰富、功能灵活,又要有一定的运算能力,能做一些实时算法,而不仅仅做简单的控制。
3)产品更新速度快,开发时间短,希望开发工具简单、廉价、功能完善。特别是仿真工具要有延续性,能适应多种MCU,以免重复投资,增加开发投入。
4)产品性能稳定,可靠性高,既能加密保护,又能方便升级。
本文介绍一种迎合这种趋势的超低功耗单片机,即MSP430系列单片机,它代表了未来单片机的一种发展方向。
l MSP430单片机
美国德州仪器公司(TI)推出的MSP430系列超低功耗16位混合信号处理器(Mixed Signal Processor),集多种领先技术于一体,以16位RISI处理器、超低功耗、高性能模拟技术及丰富的片内外设、JTAG仿真调试定义了新一代单片机的概念,产品线也非常完整,给人耳目一新的感觉。加之TI公司优良的服务,充分体现了世界级著名IC厂商的实力和综合优势。如图1所示为MSP430内部结构框图。
1.1 超低功耗
在超低功耗方面,其处理器功耗(1.8~3.6V,O.1μA/Powei~down,O.8μA/Standby,250μA/MIPS)和口线输入漏电流(最大50nA)在业界都是最低的,远远低于其他系列产品。
1.2 运算性能强大
在运算性能上,其16位RISC结构,使MSP430单片机在16MHz晶振工作频率时,指令速度可达16MIPS(注意:同样16MIPS的指令速度,在运算性能上16位处理器比8位处理器高远不止2倍)。不久还将推出25—30MIPS的产
品。同时,MSP430单片机中采用了一般只有DSP中才有的16位多功能硬件乘法器、硬件乘一加(积之和)功能、DMA等一系列先进的体系结构,大大增强了它的数据处理和运算能力,可以有效地实现一些数字信号处理的算法(如FFT、DTMF等)。
1.3 开发工具方便先进
在开发工具上,MSP430系列单片机支持先进的JTAG调试,简单的硬件仿真工具只是一个并口转换器,一般个人都可以自己制作,而且适用于所有MSP430系列单片机,既便于推广,又大大降低了用户的开发投入。其软件集成开发环境EW430由著名的IAR公司提供,其最新版本已比较完善。
1.4 系统整合丰富实用
在系统整合方面,MSP430系列单片机结合TI公司独到的高性能模拟技术,根据其不同产品,集成了多种功能模块,包括定时器、模拟比较器、多功能串行接口(SPI/I2C/UART)、I/O端口(P0一P6)、DMA控制器、多达120KB 的Flash和10KB的RAM、SVS,以及丰富的中断功能。用户可以根据应用需求,选择合适的MSP430系列产品。另外,大部分MSP430系列单片机采用Flash技术,支持在线编程,并有保密熔丝。其B00TSTRAP技术为系统软件的升级提供了又一种方便的手段,BOOTSTRAP有32个字节的口令字,具有很高的保密性。MSP430系列单片机均为工业级产品,性能稳定,可靠性高,可用于各种民用、工业产品。
2 MSP430系列单片机在测控方面的典型应用
MSP430系列单片机以其卓越的性能和较高的性价比,使其在许多领域得到了越来越广泛的应用,通过选择选型,可以广泛用于便携式智能检测控制仪器的开发、各种数据采集系统的开发、各种智能控制仪表、医疗仪器的开发、各种节能装置的开发等。其也可以应用于产品的内部,取代部分老式机械、电子零件或元器件,以使产品缩小体积,增强功能,实现不同程度的智能化。MSP430系列超低功耗单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法,其主要的应用有以下几个方面。
第一章 1. MCU(微控制器单元)与MPU(微处理器单元)的区别 MCU集成了片上外围器件,而MPU不带外围器件,是高度集成的通用结构的处理器。是去除了集成外设的MCU。 2. MSC430单片机的不同系列的差别 MSP430系列单片机具有超低功耗、处理能力强大、片内外设丰富、系统工作稳定、开发环境便捷等显着优势,和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应用前景。 3. MSC430单片机主要特点 1.超低功耗 2. 强大的处理能力 3. 高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 4. 系统工作稳定 5. 方便高效的开发环境 4. MSC430单片机选型依据 选择最容易实现设计目标且性能价格比高的机型。 在研制任务重,时间紧的情况下,首先选择熟悉的机型。 欲选的机型在市场上要有稳定充足的货源。 第二章 1. 从计算机存储器体系结构上看,MSP430单片机属于什么结构 冯·诺依曼结构,是一种程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器体系结构。 2. RISC与CISC体系结构的主要特征是什么MSP430单片机属于哪种结构 CISC----是复杂指令系统计算机Complex Instruction Set Computer的缩写,MCS-51单片机属于CISC。具有8位数据总线、7种寻址模式,111条指令。 RISC----是精简指令系统计算机Reduced Instruction Set Computer的缩写,MSP430单片机属于RISC。具有16位数据总线、7种寻址模式,27条指令。 3. 对MSP430单片机的内存访问时,可以有哪几种方式读写字数据有什么具体要求 字,字节,常字。字访问地址必须是偶数地址单元。 4. MSP430单片机的中断向量表位于什么位置其中存放的是什么内容 中断向量表:存放中断向量的存储空间。430单片机中断向量表地址空间:32字节,映射到存储器空间的最高端区域 5. MSP430单片机的指令系统物理指令和仿真指令各有多少条。 27种物理指令-内核指令和24种仿真指令 6. MSP430单片机的指令系统有哪些寻址方式各举一例说明。 有7种寻址方式:寄存器寻址,变址寻址,符号寻址,绝对寻址, 间接寻址,间接增量寻址,立即数寻址 7. MSP430单片机的CPU中有多少个寄存器其中专用寄存器有哪几个 4个专用寄存器(R0、R1、R2、R3)和12个通用寄存器(R4~R15) R0:程序计数器(PC) R1:堆栈指针(SP)—总是指向当前栈顶 R2:状态寄存器(SR)只用到16位中的低9位 R2/R3:常数发生器(CG1/CG2) 8. 按要求写出指令或指令序列。 9. 写出给定指令或指令序列的执行结果。 10.汇编语言程序的分析与理解。
MSP430单片机选型指南 概述: 1xx:8MIPS,1-60KB 2xx:16MIPS,1-120KB,500nA Stand By(待机电流为1xx的1/2) 4xx:8/16MIPS,4-120KB,LCD Driver 5xx:25MIPS,32-256KB,USB,RF,500nA Stand By(未上市) 命名规则: 1.x1为不带“1”的型号的外设精简版,一般去掉ADC12 2.1x为不带“1”的型号的存储器增强版,加入更多的Flash或是RAM,增加Flash的型号 采用了MSP430X构架。 3.型号中带“F”表示该型号的程序存储器为Flash,不采用Flash的信号有:C11x1,C13x1, C41x,CG461x(新型号,MSP430CG4619(120k)与MSP430FG4619的差价约为$2) 4.型号中带“E”表示该型号为电测做了优化,一般有LCD驱动器,3路独立AD,硬件乘法 器,嵌入式信号处理器(ESP430) 5.型号中带“W”表示该型号为流体测量做了优化 6.型号中带“G”表示该型号为医疗仪器做了优化,一般有LCD,ADC,DAC,OPAMP 13x(1),14x(1),15x,16x系列 基本配置:48个I/O,TA,TB,Watchdog,UART/SPI,I2C,DMA,MPY,Comp_A,ADC12 相同 1.全系列Flash程序存储器 2.64引脚PM, PAG, RTD封装 3.48个I/O 4.TA(TA3),TB(13x,15x为TB3;14x,16x为TB7) 5.Comp_A 不同 1.15x,16x:支持BOR,SVS,I2C,DMA,DAC 2.14x,16x:MPY(硬件乘法器),2个UART/SPI 3.13x1,14x1不含ADC12;其它器件含8通道ADC12 4.MSP430F161x最大支持10k的RAM 说明:不特别指明的话13x包含13x1,14x包含14x1,16x包含161x 41x,42x系列
如何学习MSP430单片机 如何学习MSP430单片机 学习就是迎接挑战、解决困难的过程,没有挑战,就没有人生的乐趣。 下面以MSP430系列单片机为例,解释一下学习单片机的过程。 (1)获取资料 购买有关书籍,并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料,例如,在网上可以找到FET使用指导、MSP430 F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体单片机芯片的数据说明,可以找到仿真器FET的电路图、实验板电路图、芯片封装知识等大量的实际应用参考电路,当然有些资料是英文的,看懂英文资料是个挑战,学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学,但是看资料容易,只要下决心,看完一本资料,就可以看懂所有的相关资料。 (2)购买仿真器FET和实验电路板 如果经济条件不错,可以直接购买。 (3)自制仿真器FET和实验电路板 自制仿真器FET,首先要到网上找到FET电路图,然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图,这又是个挑战。FET电路非常简单,但要把它制作出来还是需要下一番工夫的,找一本有关书,然后练习画原理图,画完原理图后,就学习认识元件封装,再购买元件,这时就可以画电路板图了,一旦画好,将形成的PCB文件交给电路板制作公司,10天后,就可以得到电路板,焊上元件和电缆,等实验电路板做好后,就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板,需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识,清楚的知道每一个引脚的功能,还需要数码管、按钮、排电阻、三端稳压器、二极管、散热器、电解电容、普通电容、电阻、钮子开关等元件的知识,对于初学者,可以做一个只有3个数码管、8个按钮、8个发光二极管的简单实验板,这样的实验板,虽然简单,但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET 一样,首先画电路图,然后买元件,再画电路板。由于MSP430系列芯片是扁平封装,焊接起来有一定难度,这好象是个挑战,但实际上很简单,方法如下:
如何学习 学习就是迎接挑战、解决困难的过程,没有挑战,就没有人生的乐趣。 下面以系列为例,解释一下学习的过程。 (1)获取资料 购买有关书籍,并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料,例如,在网上可以找到FET 使用指导、F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体芯片的数据说明,可以找到FET的、实验板、知识等大量的实际应用参考电路,当然有些资料是英文的,看懂英文资料是个挑战,学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学,但是看资料容易,只要下决心,看完一本资料,就可以看懂所有的相关资料。 (2)购买FET和实验电路板 如果经济条件不错,可以直接购买。 (3)自制FET和实验电路板 自制仿真器FET,首先要到网上找到FET,然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图,这又是个挑战。FET电常简单,但要把它制作出来还是需要下一番工夫的,找一本有关书,然后练习画,画完后,就学习认识,再购买元件,这时就可以画电路板图了,一旦画好,将形成的PCB文件交给公司,10天后,就可以得到电路板,焊上元件和电缆,等实验电路板做好后,就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板,需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识,清楚的知道每一个的功能,还需要、按钮、、三端、、散热器、、普通电容、电阻、等元件的知识,对于初学者,可以做一个只有3个、8个按钮、8个的简单实验板,这样的实验板,虽然简单,但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET一样,首先画电路图,然后买元件,再画电路板。由于系列芯片是扁平封装,焊接起来有一定难度,这好象是个挑战,但实际上很简单,方法如下:首先在焊盘上涂上,在未干的情况下,将芯片放在焊盘上,注意芯片第一的位置,并使与焊盘对齐,将擦干净的(不能有任何)接触引脚,引脚只要一热,焊盘上的就自动将引脚焊住了,千万注意上不能有,焊接时最好配备一个。焊接电路板时,每一个元件都要核对参数,可以用万用表测量的元件一定要测量。 (4)从网上获得IA 到利尔达公司或的网站下载IA,并安装到计算机上。 (5)调试FET和实验板
复位 1.POR信号只在两种情况下产生: 微处理器上电。 RST/NMI管脚被设置为复位功能,在此管脚上产生低电平时系统复位。 2.PUC信号产生的条件为: POR信号产生。 看门狗有效时,看门狗定时器溢出。 写看门狗定时器安全健值出现错误。 写FLASH存储器安全键值出现错误。 3.POR信号的出现会导致系统复位,并产生PUC信号。而PUC信号不会引起POR信号的产生。系统复位后(POR之后)的状态为: RST/MIN管脚功能被设置为复位功能。 所有I/O管脚被设置为输入。 外围模块被初始化,其寄存器值为相关手册上注明的默认值。 状态寄存器(SR)复位。 看门狗激活,进入工作模式。 程序计数器(PC)载入0xFFFE(0xFFFE为复位中断向量)处的地址,微处理器从此地址开始执行程序。 4.典型的复位电路有以下3种: (1)由于MSP430具有上电复位功能, 因此,上电后只要保持RST/NMI(设置 为复位功能)为高电平即可。通 常的做法为,在RST/NMI管脚接100k? 的上拉电阻,如图1-5(a)所示。 (2)除了在RST/NMI管脚接100k?的 上拉电阻外,还可以再接0.1μF的电 容,电容的另一端接地,可以使复位 更加可靠。如图1-5(b)所示。 (3)由于MSP430具有极低的功耗,如 果系统断电后立即上电,则系统中电 容所存储的电荷来不及释放,此时系 统电压不会下降到最低复位电压以下, 因而MSP430不会产生上电复位,同时 RST/NMI管脚上也没有足够低的电平 使MSP430复位。这样,系统断电后立 即上电,MSP430并没有被复位。为了 解决这个问题,可增加一个二极管, 这样断电后储存在复位电容中的电荷 就可以通过二极管释放,从而加速电 容的放电。二极管的型号可取1N4008。 如图1-5(c)所示。
MSP430系列单片机特性及应用领域介绍 MSP430系列单片机是德州仪器1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器,给人们留下的最大的亮点是低功耗而且速度快,汇编语言用起来很灵活,寻址方式很多,指令很少,容易上手。主要是由于其针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解决方案。其迅速发展和应用范围的不断扩大,主要取决于以下的特点: 1、强大的处理能力,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7 种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 2、在运算速度方面,能在8MHz晶体的驱动下,实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。 3、超低功耗方面,MSP430单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。电源电压采用的是1.8-3.6V电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时,芯片的电流会在200-400uA左右,时钟关断模式的最低功耗只有0.1uA。 缺点1、个人感觉不容易上手,不适合初学者入门,资料也比较少,只能跑官网去找。2、占的指令空间较大,因为是16位单片机,程序以字为单位,有的指令竟然占6个字节。虽然程序表面上简洁,但与PIC单片机比较空间占用很大。 应用范围:在低功耗及超低功耗的工业场合应用的比较多。 使用最多的器件:MSP430F系列、MSP430G2系列、MSP430L09系列 TMS单片机这里也提一下TMS系列单片机,虽不算主流。由TI推出的8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于复杂的实时控制场合。虽然没STM32那么优秀,也没MSP430那么张扬,但是TMS370C系列单片机提供了通过整合先进的外
第 2 章MSP430 单片机原理与 C 语言基础MSP430系列超低功耗单片机有200多种型号,TI公司用3~ 4位数字表示其型号。其中第一位数字表示大系列,如MSP430F1xx系列、MSP430F2xx系列、MSP430F4xx系列、MSP430F5xx系列等。在每个大系列中,又分若干子系列,单片机型号中的第二位数字表示子系列号,一般子系列越大,所包含的功能模块越多。最后1~2 位数字表示存储容量,数字越大表示RAM 和ROM 容量越大。430 家族中还有针对热门应用而设计的一系列专用单片机。如SP430FW4xx 系列水表专用单片机、MSP430FG4xx 系列医疗仪器专用单片机、MSP430FE4xx 系列电能计量专用单片机等。这些专用单片机都是在同型号的通用单片机上增加专用模块而构成的。最新的MSP430型号列表可以通过TI公司网站下载。 在开发单片机应用系统时,第一步就是单片机的选型,选择合适的单片机型号往往就能事半功倍。单片机选型基本方法是选择功能模块最接近项目需求的系列,然后根据程序复杂程度估算存储器和RAM 空间,并留有适当的余量,最终决定选用的单片机型号。 本章节以MSP430F249单片机为学习目标,介绍单片机的基本结构和工作原理,读者可以举一反三、触类旁通,而不必每种型号都去学习却无法深入掌握。 2.1 MSP430F249单片机基本结构与原理 2.1.1MSP430F249的主要结构特点 供电电压范围1.8V~3.6V 。 超低功耗:活动状态270uA(1MHz,2.2V);待机模式0.3uA;关机模式0.1uA。 16位RISC精简指令集处理器。 时钟系统:多种时钟源,可灵活使用。时钟频率达到16MHz ;具有内部振荡器;可外接32kHz 低频晶振;外接时钟输入。 12位A/D转换器,内部参考电压,采用保持电路。 16位定时器A,3个捕获/比较寄存器。 16 位定时器B,7 个捕获/比较寄存器。 4个通用串口:USCI_A0 和USCI_A1、USCI_B0 和USCI_B1(I2C、SPI)。 60kB+256B的flash程序存储器,2kB的RAM数据存储器。 64引脚QFP封装。 MSP430F249单片机的芯片封装形式如图2.1所示,各引脚的功能描述如表2-1 所列。 2.1.2 MSP430F249单片机的基本结构 MSP430F24x系列单片机功能结构示意图如图2.2所示。 (1)CPU简介 MSP430单片机的CPU为16位RISC精简指令集的处理器,只有27条正交汇编指令和7 种寻址方式。RISC 处理器基本上是为高级语言所设计的,编译程序对正交指令系统很容易做到最优化,利于产生高效紧凑的代码。MSP430CPU 中集成了16个16位通用寄存器 R0~R15,其中R0~R3分别复用为程序指针PC、堆栈指针SP、状态寄存器SR和常数发生器CG1/CG2。这些寄存器之间的操作只需要一个CPU 周期。
注意:在实现过程中可能涉及到.XCL连接文件的更改,请保存好原来的.XCL文件! 1.打开相应的*c.xcl文件,用"-Z(CONST)段名=程序定位的目标段-FFDF"定义段的起始地址. 2.在自己的C程序中用#pragma constseg(段名)定位自己的程序 3.结束后恢复编译器的默认定位#pragma default IAR 1.26b环境下: 1、将常量数组放在FLASH段自定议的MYSEG段中 原来的MSP430F149 XCL文件如下: // Constant data -Z(CONST)DATA16_C,DATA16_ID,DIFUNCT,CHECKSUM=1100-FFDF 如果想从中分出一部分做数据存储区,做如下修改: -Z(CONST)DATA16_C,DATA16_ID,DIFUNCT,CHECKSUM=1500-FFDF //将1100-14FF从ROM 中分出存储arry数 组 -Z(CONST)MYSEG=1100-14FF 区间大小可自行决定 在程序中描写如下即可: #pragma memory = constseg(MYSEG) //在.XCL文件中修改 char arry[]={1,2,3,4,5,6,7}; #pragma memory = default 2、将变量放入所命名的段 在XCL文件中开辟一段MYSEG段,如上所述 #pragma memory = dataseg(MYSEG) char i; char j; int k; #pragma memory = default IAR3.10A环境下 xcL文件的更改方法如上 数据定位方法如下三种
MSP430单片机入门基础例程1 作者:DC 微控技术论坛原创 MSP430单片机入门基础例程 若想了解MSP430单片机常用模块应用原理,请下载<
//MSP430F14-直接IO口按键检处理程序 /******************************************************************* ******/ //以下是结合MC430F14开发板来实现的按键检处理程序实验. //分别使用了采个三个按键接到MSP430的通用IO口,按任意一个按键可以使板上的LED反转. //例程中,按键采用不断查询方式,以得到键值.并没有使用到低功耗.此程序结构比较适合 //用在非手持设备或非电池供电的设计中.此程序结构比较通用,级用户可参与或套用修改. //应用目标板:https://www.sodocs.net/doc/e33531902.html, MC430F14开发板/******************************************************************* ******/ #include
文华学院学生课程考查报告 考查课程:MSP430单片机应用设计 设计题目:基于MSP430单片机的温度测量仪设计 专业班级:** 学号:**** 姓名: ** 指导教师:** 实验日期:2016年5月8日
基于MSP430单片机的温度测量仪设计 文华学院 摘要 MSP430单片机是德州公司最新开发的具有16位总线带FLASH的单片机,由于它的性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐。它的可靠性能比较好,加强电干扰运行不受影响,适应工业级的运行环境,在各种行业中都占有重要的位置,越来越多的领域应用到以单片机为控制核心,用液晶显示作为显示终端的数字化控制设备,通过单片机对被控制对象进行智能控制。 MSP430单片机将会在工程技术应用中得到广泛的应用。而且,它是通向DSP 系列的桥梁,随着自动控制的低功耗化和高速化,MSP430系列单片机将会得到越来越多人的喜爱。 通过这次毕业设计,我对MSP430单片机有了完整的了解,并且着重了解了MSP430F149芯片的原理图以及它的工作原理,对内部的硬件资源和自身的汇编语法进行了实验,把它和DS18B20温度传感器联系在一起实现了温度的测量以及报警。 关键词:MSP430;超低功耗;单片机;DS18B20 Abstract Texas MSP430 microcontroller is the latest development of a 16-bit bus with FLASH MCU, due to its cost-effective and highly integrated, by the majority of technology developers of all ages. Its reliability is better, enhancing electrical interference unaffected, adapt industrial-grade operating environment, in a variety of industry occupies an important position in both, applied to more and more areas to microcontroller core, with LCD as a digital control display terminal equipment, through the controlled object MCU intelligent control. MSP430 microcontroller applications engineering technology will be widely used. And, it is a bridge leading DSP family, with automatic control, low power consumption and high speed, MSP430 MCU will get more and more people's favorite.
MSP430 单片机题 目答 案整理(大部分)
第一章 1. MCU(微控制器单元)与MPU(微处理器单元)的区别? MCU集成了片上外围器件,而MPU不带外围器件,是高度集成的通用结构的处理器。是去除了集成外设的MCU。 2. MSC430单片机的不同系列的差别? MSP430系列单片机具有超低功耗、处理能力强大、片内外设丰富、系统工作稳定、开发环境便捷等显著优势,和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应用前景。 3. MSC430单片机主要特点? 1. 超低功耗 2.强大的处理能力 3.高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 4.系统工作稳定 5.方便高效的开发环境 4. MSC430单片机选型依据? 选择最容易实现设计目标且性能价格比高的机型。 在研制任务重,时间紧的情况下,首先选择熟悉的机型。 欲选的机型在市场上要有稳定充足的货源。 第二章 1. 从计算机存储器体系结构上看,MSP430单片机属于什么结构? 冯?诺依曼结构,是一种程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器体系结构。 2. RISC与CISC体系结构的主要特征是什么?MSP430单片机属于哪种结构? CISC----是复杂指令系统计算机Complex Instruction Set Computer的缩写,MCS- 51单片机属于CISC。具有8位数据总线、7种寻址模式,111条指令。
RISC----是精简指令系统计算机Reduced In structio n Set Compute的缩写, MSP430单片机属于RISC。具有16位数据总线、7种寻址模式,27条指令 3. 对MSP430单片机的内存访问时,可以有哪几种方式?读写字数据有什么具体要求? 字,字节,常字。字访问地址必须是偶数地址单元。 4. M SP430单片机的中断向量表位于什么位置?其中存放的是什么内容?中断向量 表:存放中断向量的存储空间。430单片机中断向量表地址空间:字节,映射 32 到存储器空间的最高端区域 5. MSP430单片机的指令系统物理指令和仿真指令各有多少条。 27种物理指令-内核指令和24种仿真指令 6. MSP430单片机的指令系统有哪些寻址方式?各举一例说明。 有7种寻址方式:寄存器寻址,变址寻址,符号寻址,绝对寻址, 间接寻址,间接增量寻址,立即数寻址 7. MSP430单片机的CPU中有多少个寄存器?其中专用寄存器有哪几个? 4个专用寄存器(R0、R1、R2、R3)和12个通用寄存器(R4~R15) R0:程序计数器(PC) R1:堆栈指针(SP)—总是指向当前栈顶 R2:状态寄存器(SR)只用到16位中的低9位 R2/R3 :常数发生器(CG1/CG2) 8. 按要求写出指令或指令序列。 9. 写出给定指令或指令序列的执行结果。
手头上有四本关于msp430系列单片机的书: 《msp430系列超低功耗16位单片机原理与应用》——胡大可2000年6月 《msp430系列flash型超低功耗16位单片机》——胡大可2001年11月 《msp430系列单片机接口技术及系统设计实例》——魏小龙2002年11月 《msp430系列单片机C语言程序设计与开发》——胡大可2003年1月 大家都知道胡大可是国内应用msp430的开山祖师,买过他的书的人应该都领教过他的严谨作风,他对msp430系列单片机的剖析可以说是非常深刻的, 作为国内早期出版的介绍msp430系列单片机的书,书里面的内容却是那么的详细并且很少有错误,不得不让我感到敬畏。 相隔不到一年半,胡大可的第二本关于msp430的著作又出版了,这可不是“《射雕》央视版”,而是为了适应msp430的发展潮流, 比较一下这两本书,最大的一个区别就是后者专门针对msp的flash型进行讨论,虽然有很多内容跟前者重复,但是也有很多是前者所没有的, 比如flash模块,JTAG调试调试电路与bootstraploader,TimerA也成了TimerA3,还出现了TimerB7,这是作者敏锐地抓到了msp430的发展趋势, 新书也淘汰了一些老式msp430所特有的模块,比如“通用定时器/端口模块”、“8位定时器/计数器”、“9位脉宽调制定时器PWM”等, 事实证明这些模块在msp430的后期产品中的确很少出现,但是新书也遗漏了一些东西,比如SVS电源管理模块,甚至有点让人难以接受的是连LCD模块也没有介绍。 之后,胡大可的另一本新书让大家轻易地掌握了使用C语言开发msp430,也算是他对自己前两本书的一个“技术支持”吧:) 紧跟其后的是魏小龙,魏小龙对自己的作品定位还算比较准确,叫做“接口技术与系统设计实例”,也就是说是偏重于应用而不是原理的, 所以他的书不会也不可能对msp430这个东东研究得很深,总的有点急功近利的感觉,里面的内容可以说是漏洞百出吧,他自己的网站上对这本书列了个勘误表, 如果定期更新的话,现在这个表的版本号估计早就突破V9.99了(开个玩笑不要认真^_^),很多内容都是直接拷贝粘贴然后对粘贴内容做少许修改得到的, 为什么这么说呢?因为你仔细一点就会发现这些粘贴的内容有些根本都没改过来,完全就是错的,不过有经验的人会知道这里该改成什么才是正确的,我自己买的那本书, 前面部分已经让我改得面目全非了。随书附带的光盘里有很多demo程序,据说是全部通过作者本人调试通过可以放心使用的,但是注释太少,幸好这些程序都不复杂, 多花点时间还是能看懂的。话说回来,这本书还是有他积极的意义的,买了不算太亏,作者写这本书的方法很不错,他采用了IAR开发环境的很多屏幕截图, 引用了很多实例来讲述,使读者更容易理解,也能够吸引读者的兴趣,如果他能够也向胡老师一样严谨的话,这本书还是非常不错的。 从上面四本书的出版不难看出msp430系列单片机在国内推广的迅猛势头,同时也反映出msp430自身的发展趋势,反映出市场的需求变化 。msp430不断推出更能迎合市场的新的型号,同时也在不断淘汰被市场否认了的旧的型号,用一种时髦的说法就是“与时俱进”吧,msp430在发展, 国内关于它的书籍肯定也在悄悄的更新,那么我们应用这种MCU的电子工程师们呢?
MSP430系列单片机实用C语言程序设计 ——March 2, 2011扩展的关键字 1.asm 也可以写成__asm。功能是在C程序中直接嵌入汇编语言。 语法:asm(“string”);其中string必须是有效的汇编语句。 2.__interrupt 放在函数前面,标志中断函数。下面这段程序是异步串行口UART0的接收中断函数。UART0RX_VECTOR为异步串行口UART0的接收中断向量。 举例: #pragma vector=UART0RX_VECTOR __interrupt void UART0_R(void) //UART0接收中断 { TXBUF0=RXBUF0; } 3.__monitor 放在函数前面,功能是但这一函数执行的时候自动关闭中断。应该尽量缩短这样的函数,否则,中断事件无法得到及时的响应。 4.__no_init 放在全局变量前面,功能是使程序启动时不为变量赋初值。 5.__raw 编译中断函数时,编译器会自动生成一段代码,首先保存当时所用到CPU内寄存器的内容,退出中断程序时再进行恢复。将__raw放在中断函数前可以禁止保存CPU内寄存器的过程,当然退出时也不会恢复。是否为中断函数使用此关键字要根据需要而定。
6.__regvar 放在变量前面,作用是声明变量为寄存器变量。可以用于整数、指针、32位浮点数以及只含有一个元素的结构和联合。寄存器变量的地址只能为R4或者R5,也不能用指针指向这个寄存器变量,而且必须用__no_init禁止初始化。如: __regvar __no_init unsigned char q0 @ __R4; 其他不常用的关键字还有:__data16、__intrinsic、__noreturn、__root、__task、__word16。 内部函数 本节将介绍内部函数的原型和功能。 1.__bcd_add_short unsigned short __bcd_add_short(unsigned short, unsigned short); 功能:两个16位BCD格式的数相加,返回和。 2.__bcd_add_long unsigned long __bcd_add_long(unsigned long, unsigned long); 功能:两个32位BCD格式的数相加,返回和。 3.__bcd_add_long_long unsigned long long __bcd_add_long_long(unsigned long long, unsigned long long); 功能:两个64位BCD格式的数相加,返回和。 4.__bic_SR_register void __bic_SR_register(unsigned short); 功能:将CPU中SR寄存器中的某些位清0。其参数为屏蔽码,需要清0的位为1。 5.__bic_SR_register_on_exit void __bic_SR_register_on_exit(unsigned short); 功能:用于一个中断函数或者不可中断函数(标志为__monitor)返回时,将CPU 内SR寄存器中的某些位清0。其参数为屏蔽码,需要清0的位为1。
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1、MSP430 单片机的发展 MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机,在 1996 年问世,由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段,已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。回忆 MSP430 系列单片机的发展过程,可以看出有这样三个阶段: 开始阶段从 1996 年推出 MSP430 系列开始到 2000 年初,这个阶段首先推出有 33X 、 32X 、 31 X 等几个系列,而后于 2000 年初又推出了 11X 、 11X1 系列。 MSP430 的 33X 、 32X 、 31X 等系列具有 LCD 驱动模块,对提高系统的集成度较有利。每一系列有 ROM 型( C )、 OTP 型( P )、和 EPROM 型( E )等芯片。 EPROM 型的价格昂贵,运行环境温度范围窄,主要用于样机开发。这也表明了这几个系列的开发模式,即:用户可以用 EPROM 型开发样机;用 OTP 型进行小批量生产;而 ROM 型适应大批量生产的产品。 2000 年推出了 11X/11X1 系列。这个系列采用 20 脚封装,内存容量、片上功能和 I/O 引脚数比较少,但是价格比较低廉。 这个时期的 MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点,但也有不尽如人意之处。它的许多重要特性,如:片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的 I/O 引脚等,只有 33X 系列才具备。 33X 系列价格较高,比较适合于较为复杂的应用系统。当用户设计需要更多考虑成本时, 33X 并不一定是最适合的。而片内高精度 A/D 转换器又只有 32X 系列才有。 寻找突破,引入 Flash 技术随着 Flash 技术的迅速发展, TI 公司也将这一技术引入 MSP430 系列中。在 2000 年 7 月推出 F13X/F14X 系列,在 2001 年 7 月到 2002 年又相继推出 F41X 、 F43X 、F44X 这些全部是 Flash 型单片机。 F41X 单片机是目前应用比较广的单片机,它有 48 个 I/O 口, 96 段 LCD 驱动。 F43X 、 F44X 系列是在 13X 、 14X 的基础上,增加了液晶驱动器,将驱动 LCD 的段数由 3XX 系列的最多 120 段增加到 160 段。并且相应地调整了显示存储器在存储区内的地址,为以后的发展拓展了空间。 MSP430 系列由于具有 Flash 存储器,在系统设计、开发调试及实际应用上都表现出较明显的优点。这是 TI 公司推出具有 Flash 型存储器及 JTAG 边界扫描技术的廉价开发工具 MSP-FET430X110 ,将国际上先进的 JTAG 技术和 Flash 在线编程技术引入 MSP430 。
MSP430单片机硬件知识(1) MSP430单片机是TI公司1996年开始推向市场的超低功耗微处理器,另外他还集成了很多模块功能,从而使得用一片MSP430 芯片可以完成多片芯片才能完成的功能,大大缩小了产品的体积与成本。如今,MSP430单片机已经用于各个领域,尤其是仪器仪表、监测、医疗器械以及汽车电子等领域。 下面来说一下它的主要特点:(1)低电源电压范围,1.8~3.6V。(2)超低功耗,拥有5种低功耗模式(以后会详细介绍)。(3)灵活的时钟使用模式。(4)高速的运算能力,16位RISC 架构,125ns指令周期。(5)丰富的功能模块,这些功能模块包括:A:多通道10-14位AD转换器;B:双路12位DA转换器;C:比较器;D:液晶驱动器;E:电源电压检测;F:串行口USART(UART/SPI);G:硬件乘法器;H:看门狗定时器,多个16位、8位定时器(可进行捕获,比较,PWM输出);I:DMA控制器。(6)FLASH存储器,不需要额外的高电压就在运行种由程序控制写擦欧哦和段的擦除;(7)MSP430芯片上包括JTAG接口,仿真调试通过一个简单的JTAG接口转换器就可以方便的实现如设置断点、单步执行、读写寄存器等调试;(8)快速灵活的变成方式,可通过JTAG和BSL两种方式向CPU内装在程序。 MSP430的复位信号有2种:上电复位信号(POR)、上电清除信号(PUC)。还有能够触发POR和PUC的信号:5种来在看门狗,1种来自复位管脚,1种来自写FLASH键值出现错误所产生的信号。 POR信号只在2种情况下发生:(1)微处理上电;(2)RST/NMI管脚上产生低电平时系统复位。 PUC信号产生的条件:(1)POR信号产生;(2)看门狗有效时,看门狗定时器溢出;(3)写看门狗定时器安全键值出现错误;(4)写FLASH存储器安全键值出现错误。 POR和PUC两者的关系:POR信号的产生会导致系统复位并产生PUC信号。而PUC信号不会引起POR信号的产生。 无论是POR信号还是PUC信号触发的复位,都会使MSP430从地址0xFFFE处读取复位中断向量,程序从中断向量所指的地址处开始执行。触发PUC信号的条件中,除了POR产生触发PUC信号外,其他的豆科一通过读取相应的中断向量来判断是何种原因引起的PUC 信号,以便作出相应的处理。 系统复位(指POR)后的状态为:(1)RST/NMI管脚功能被设置为复位功能;(2)所有I/O管脚被设置为输入;(3)外围模块被初始化,其寄存器值为相关手册上的默认值;(4)状态寄存器SR复位;(5)看门狗激活,进入工作模式;(6)程序计数器PC载入0xFFFE 处的地址,微处理器从此地址开始执行程序。 典型的复位电路有一下3种: (1)在RST/NMI管脚上接100K欧的上拉电阻。(2)在(1)的基础上再接0.1uf的电容,电容的一端接地,可以使复位更加可靠。(3)再(2)的基础上,再在电阻上并接一个型号为IN4008的二极管,可以可靠的实现系统断电后立即上电。