msp430单片机新手上路-资料篇

MSP430 单片机新手上路-资料篇(转) MSP430 基础介绍 Q1. MSP430 使用 8M 的时钟刷新 320 * 240 的 LCD 点阵，不能 及时刷新，而改用 ARM 后可以？ A1：以前的 MSP430 为 8MIPS 的速度，但是并非 MSP430 的 指令都是一个 CYC 的， MSP430 指令的执行时间依赖于指令形式， 寻址方式。对于 I/O 操作的指令来说，消耗的指令周期为 3 个 CYC，所以相对于 I/O 操作的效率并没有达到 8MIPS。要解决这个 问题，可以使用今后已经推出的 2XX 系列或即将推出的 5XX 系列， 她们的频率最高分别可达到 16M 和 25M。 Q2.MSP430 直接操作 FLASH，RAM，是否需要累加器作 Buff？ A2:不需要，MSP430 的寻址采用的 Atomic 的形式，任何地址的 访问都可以做到直接访问，有效地解决了累加器的瓶颈。 Q3. MSP430 单片机中乘法器是如何使用的？ A3：MSP430 单片机中有很多带有硬件乘法器。如 MSP430F149 在汇编中使用硬件乘法器只需要将乘数与被乘数放入相应得寄存 器，经过一个 CPU 时钟后在将结果从寄存器中取出即可。可参考 MSP430X4XX Family Users Guide中的第七章。 在 C 语言中，乘法的运算会由编译器自动的放入乘法器完成， 用户不用直接的去操作乘法器。 Q4. FW 和 FE 的特点？ A4：MSP430FW42X 是在 MSP430F415 的基础上集成了一个 Scan IF 模块。Scan IF 模块通过对 LC 传感器震荡幅值的检测来确 定 L 所处的位置，经状态处理机和时间处理机得到物体运动的变化。 目前被广泛用于 Giant magneto-resistive、Hall-effect 等领域。 MSP430FE42X 是在 MSP430F42X 的基础上集成了一个电能 计量模块(ESP430CE1)，利用这个模块，可以自动的算出电能表的 常用参数如有功功率，无功功率，相位，频率，电压，电流等。用 户只需要直接的去相应得寄存器读取就可以了。目前主要应用于单 相电能表领域。 Q5.MSP430 中，有些型号的单片机只有一个晶振的输入，是否 只能用低频晶振了？ A5：MSP430 所有单片机中都有晶振输入口 LFXT1。LFXT1 即 允许接低速晶振(32k)，也允许接告诉晶振(450K 8M (2XX 为 16M) 。这些可以通过软件在 DCO 寄存器中配置。在只有一个晶振输入允 许的情况下，推荐接入低速晶振。然后利用 FLL+模块后或由 Timer_A3 配合，通过软件实现高速的频率要求。这样在低功耗的 LPM3 模式下，还能保持一个低速的时钟 ACLK 处于运行状态。 全新的 MSP430F2XX 系列 Q1.看门狗在 LPM4 模式下开启时的复位问题？ A1：MSP430F20xx 内部有增强的看门狗电路，它具有时钟保护 功能，即当看门狗电路工作时，如果软件将看门狗电路的时钟关闭， 那么将会启动看门狗的动作，引起系统的复位。因为在 LPM4 模式 下，所有的时钟将被关闭，那么此时如果看门狗电路已经被开启， 那么它将引起系统的复位。 Q2.SD16 在转换数据时，实际电路测试时发现在刚启动 SD16 的转换时数据不准确，要等一段时间数据才能稳定，请问是什么原 因？ A2：请首先排除采样时钟的问题，如果采样时钟不稳定，会导 致采样的数据不在预期的时间点上产生；如果采样时钟稳定，那么 问题可能出现在 SD16 模块的数字滤波部分，因为数字滤波器需要 建立的时间，所以需要增加 2 到 3 个采样周期，才可以得到比较准 确的采样信号，请参看 MSP430xF2xx Users Guide(TI 文档号 slau144)中 12.2.7 节 Digital Filter 中的介绍。 Q3 听说一个 10 位的 ADC 可以将它的采样精度提高到 12 位甚 至 14 位，是怎么做到的？ A3：请参考“采用集成了运算放大器的 FG43x 构建便携式仪表” 议题中的求和扰动电路，其主要是利用了过采样，通过提高采样 的频率来得到较高的采样精度，是牺牲速度来换取精度的一种方法。 其原理是利用过采样的方法(Oversampling)，即如果在直流输入信号 上叠加一个交流（抖动）信号，并用比该交流信号频率高的多的采 样频率进行采样，此时得到的数字输出值将是变化的，用这些采样 结果的平均值表示模数转换器的转换结果便能得到比用同样模数转 换高得多大的采样分辨率，详细的理论依据可参看有关过采样的理 论或者 ADC 的原理。 Q4 为什么 WDT+在关闭所有时钟后还能运行? A4 ：在上面已经提到，MSP430F2xx 的 WDT+模块具有时钟保 护的模块，当关闭其时钟后，由于时钟保护模块的作用，将会引起 系统的复位，以提醒系统正确的设定 WDT 模块的时钟，来确保看门 狗电路始终保持在正常的工作状态。 Q5.SPI 及 I2C 模块可以到多高的速度？ MSP430F2xx 的上拉或 者下拉电阻是否可以被屏蔽掉？ A5.：在实际应用中，我们采用 MSP430F1xx 的 SPI 在 8MHz 的频率下，可以做到 4M 的速度，I2C 可以做到 400k。 MSP430F2xx 的上拉或者下拉电阻可以被屏蔽掉，当不需要 MSP430F2xx 的引脚上拉或者下拉电阻的功能，可以设定 PxREN 寄存器的相应位置为 0 即可。 Q6.BSL 的原理是什么？ A6：请参考 TI 应用文档 slaa096(Application of Bootstrap Loader in MSP430 With Flash Hardware and Software Proposal) & slaa089(Features of the MSP430 Bootstrap Loader)。 BSL(Bootstrap Loader)是用于在 MSP430 设计开发及系统更新 时对 FLASH 编程。它可以用经 UART 协议传送的命令来激活，所 用的协议时 MSP430 的具有先导同步字符的标准串行通信协议 (SSP)。为了避免 BSL 代码被错误的写操作覆盖，这些代码保存在 专用的 BOOT ROM 中。对于 BSL，任何直接或者间接的读命令都 需通过保护口令的验证。 BSL 功能提供了在 JTAG 熔丝烧断的情况下，对系统软件进行 更新的方法。 系统监控透过电视系统的应用 Q1.使用 MSP430F1121，如何实现一个 1K-100K,占空比为 50%的可调整频率输出，调整精度为 1K？ A1: 将 Timer_A3 设置成 UP 模式，SMCLK = 8M，CCR0 设置 成 PWM 输出，输出方式为翻转。 如 100K 输出，CCR0 为 8M/100K/2 = 40；1K 输出，CCR0 = 8M/1K/2 = 4000；硬件自动输出。 Q2.MSP430 的中断优先级是否可以编程？中断可以嵌套吗？嵌 套原则是什么？ A2：MSP430 的中断向量在 0xFFE0-0xFFFF 中，共 16 个字节。 优先级是固定的，不可编程的，其优先级的顺序可参考中断向量表。 每一个模块都有一个固定的中断向量，整个 MSP430 系列中，相同 模块的中断向量地址都是一样的。 MSP430 的中断允许中断嵌套，中断嵌套时只需将 GIE 置位即 可。在中断嵌套时，当前的中断中可以嵌套所有 430 的中断而不区 分中断的高低级别。MSP430 的中断优先级只在同时有多个中断请 求时才发挥作用。 MSP430 用于小信号系统的测量 Q1. 录音回放系统的采样频率是 6.5k，那么 MSP430FG43x 可 以录多少时间？ A1：以 6.5k 的采样频率，每秒采样数据为 6.5k 个， 因为采用 MSP430FG43x 内部 12bitADC，如果不做处理的话， 每笔数据占用 1Word(12bit)，那么每秒数据 6.5 * 2 = 13kB. 如果采用 MSP430FG437(30kB Flash)可存 32 / 13 = 2.46 秒； 采用 MSP430FG438(48kB Flash)可存 48 / 13 = 3.69 秒； 采用 MSP430FG439(60kB Flash)可存 60 / 13 = 4.61 秒。 如果取 12bit 中的 8 位数据存储，那么每秒数据为 6.5kB，MSP430FG437 可存 30/6.5 = 4.61 秒；MSP430FG438 可 存 48/6.5 = 7.38 秒； MSP430FG439 可存 60/13 = 9.23 秒。 如果对采样数据进行压缩处理，存储的时间将得到延长。 Q2. 轨到轨(Rail-to-Rail)输入、输出是什么含义？ A2：轨到轨输入(输出 ),是一种集成电路制造工艺, 很多满幅度输 出的运放是采用的这种工艺.轨到轨输入(输出) 的意思是说输入( 输出) 电平可以达到供电电源的高低电平。 Q3. 增益带宽积是什么意思？增益和带宽有什么关系？ A3：增益带宽积(GBW - Gain-Bandwidth Product)是开环电压增 益与频率的乘积关系。 IAR 开发系统的深入介绍 Q1. MSP430 中 PC+1 是 Word + 1 还是 Byte + 1？是否能够访 问到 Byte?是不是 8 位的架构 A1：MSP430 是 16 位内核的单片机，他的指令是 16 位的指令 而不是 8 位的指令。在 MSP430 种 PC+1 只能是 Word + 1。不能访 问 Byte 地址。所以 PC 里面的值一定是偶数。 MSP430 在实际应用中的设计概念 Q1. 在 SD16 同一通道中输入相同的电压值，FM 不同，转换结 果会有很大的差别。 A1：使用 F4270 的 EVK 板，外部输入电压为可调电阻调整电 压降为 464.37mV 差动输入 MSP430F4270 A1+与 A1-，测试结果如 下表 采样频率 fM Gain OSR REF ADC 输出(最小 ) ADC 输出(平均 10 次) ADC 输出(最大) 32K（ACLK ） 1 1024 内部 1.2 V 25070 25071 25074 125K（SMCLK） 1 1024 内部 1.2 V 25070 25071 25074 250K（SMCLK） 1 1024 内部 1.2 V 25070 25071 25074 500K（SMCLK） 1 1024 内部 1.2 V 25073 25074 25077 1M （ SMCLK） 1 1024 内部 1.2 V 25118 25120 25124 从测试结果来看，采样频率对 ADC 转换的输出是有影响的， 1 采样频率 fM 越高 ,ADC 输出与信号之间的 OFFSET 越大， 但 OFFSET 是稳定。可以通过校正来改变 2 在满足采样信号固有频率特性的情况下，采样频率 fM 尽 可能的低 3 对同一个信号进行采样，尽