《MSP430基本知识》PPT课件.pptx

第2章 MSP430基本知识 与寻址方式 第1节 MSP430基本知识 第2节 MSP430 CPU的寻址方式,本章课程目标： 1. 了解MSP430的基本结构 2. 掌握MSP430的寻址方式 3. 熟悉 IAR 的使用方法（通过实验）,第1节 MSP430基本知识,1以二进制表示数据和指令(程序) ？ 2. “存储程序” + “程序控制” ？ 3. 五大组成部分 ？,计算机的基本组成和工作原理,要点,冯诺依曼计算机,存 储 器,I/O 接口 1,输入/输出 设备1,数据总线 DB,控制总线 CB,地址总线 AB,CPU 运算器 控制器 寄存器,微机的基本结构,I/O 接口 n,输入/输出 设备n,独立芯片或电路,存 储 器,I/O 接口 1,数据总线 DB,控制总线 CB,地址总线 AB,CPU 运算器 控制器 寄存器,微控制器（MCU）的基本结构,I/O 接口 n,集成芯片,存储容量、速度、功能、功耗、？,MSP430的体系结构与特点 16-bit RISC CPU； peripherals模块（外设，I/O接口）； 时钟模块； 各模块通过地址总线（MAB）、数据总线（MDB）和控制总线（MCB）互连； I/O接口与存储器统一编址； 27条核心指令，7种寻址方式； CPU中的寄存器均可以进行读和写操作； 单周期寄存器操作； 无需寄存器中介的存储器之间的数据传送； 内含常数发生器，可缩短代码长度； ,地址总线,数据总线,控制总线,SR/R2,数据输入 输出电路,指令译码 与 控制逻辑,地 址 输 出 电 路,R4,R5,R15,通用寄存器,运 算 器,PC/R0,ALU,MSP430 CPU原理图,指令指针寄存器,SP/R1,堆栈指针寄存器,状态寄存器,MAB 16-bit,MDB 16-bit,MCB,R2/R3,常数发生器,16-bit RISC architecture 27条核心指令 7种寻址方式 16个16位的寄存器,MSP430 CPU 的寄存器,MSP430 CPU 的编程结构 仅从编程的角度看待CPU的组成，主要是指CPU中的寄存器及其使用方法，而不关心其硬件实现的具体细节,MSP430汇编语言程序： Start: MOV #100 , R6 MOV #0 , R8 MOV #2000H , R7 Again: ADD R7 , R8 INC R7 DEC R6 JNZ again ,因此在汇编语言程序中 要频繁使用寄存器 例：右图的 MSP430 汇编语言程序使用了 R6,R7,R8,SR 等寄存器,汇编语言直接与 CPU中的寄存器打交道,使用SR寄存器,MSP430 CPU 寄存器,取完指令后CPU根据该指令的字节数自动增量PC，因此PC的值指向下一条要执行的指令。PC总是指向偶地址（bit0=0）,堆栈用于保存子程序的返回地址等重要信息。堆栈按先进后出原则进行操作，堆栈指针SP指向堆栈的栈顶（TOP）。SP总是指向偶地址（bit0=0），并且必须由用户初始化。,状态寄存器SR用于指示ALU的运算结果状态以及CPU、时钟和中断控制等。SR只能用于寄存器寻址方式的字指令（.W）中。若使用其它的寻址方式，则实际上用的是常数发生器CG1，而不是SR。,通用寄存器 R4R15 通用寄存器可以用作数据寄存器（寄存器寻址方式）、地址指针（寄存器间接寻址方式）或变址值（index value，变址寻址方式），而且可以用字指令（.W）或者字节指令（.B）进行存取操作。,字节指令（.B）存取寄存器操作示意图：,状态位（Status Bits）： V (Overflow Flag) N (Negative Flag) Z (Zero Flag) C (Carry Flag) 记录指令运算结果的状态信息。常作为后续转移指令的控制条件，又称为条件码,MSP430 CPU的状态寄存器SR/R2,方式位（Mode Bits）: SCG1 SCG0 OSCOFF CPUOFF GIE (General Interrupt enable) 用于控制时钟、CPU 和中断,常用状态标志C和Z的含义及其使用, CMP x , y ;x-y JC less ;若 C=1 , x=y 运行此指令 less: ;less处的指令 ,C：进位标志(Carry Flag) 加法时，若最高位有进位则C1，否则C0 减法时，若最高位有借位则C1，否则C0 例：CMP指令与C标志结合可判断两数的大小：,Z：零标志(Zero Flag) 若运算结果为 0 时，则Z1，否则Z0 例：CMP指令与Z标志结合测试两个操作数是否相等：, CMP x , y ;x-y JC less ;若 C=1 , xy 运行此指令 less: equal: , TST R5 , 1000 0000B ;两个操作数相“与” JZ zero ;若 Z=1 则R5的D7=0，转 zero处运行 ;否则R5的D7=1，运行此指令 zero: ; zero处的指令 ,与TST指令结合用Z测试某位是0还是1：,例：测试R5的D7 是0还是1？,Z=0,Z=1,加法运算对状态标志的影响举例,最高位D7位产生进位: C=1 相加的结果为44H, 不为0: Z=0 结果为正： N=0 结果有溢出： V=1,存储器与 I/O 组织 I/O与存储器统一编址，可寻址空间64k字节,存储器的构成：ROM + RAM 存储器用于存放程序与数据,MAB,MDB,MCB,地址 译码,数据 缓冲,控制 电路,CPU,RAM 变量 与 堆栈,ROM 程序 和 常数,ROM具有掉电保护 的功能，即掉电不丢 失其中的信息。 RAM无掉电保护功能 掉电后原有信息将 不复存在,I/O SFR,64K,高,低,MSP430 64k字节可寻址空间的组织,code, data word or byte tables,data, code,操作指令,word: 字指令（.W） byte:字节指令（.B）,I/O空间,byte可以在奇地址或偶地址,word的高字节只能在奇地址 低字节只能在偶地址,数据的存储格式,高字节存储在高地址 低字节存储在低地址,特殊功能寄存器 SFR 用于允许/禁止某些外设的功能、允许/禁止某些外设的中断请求、登记某些外设的中断标志等。 SFR是字节型的寄存器，因此只能使用字节型指令（.B）对其进行操作。,Peripherals （I/O接口） 16位 8位,010001FFh 0100FFh,MSP430 外设,MSP430 的 digital I/O,MSP430 的 Watchdog Timer,MSP430 的 USART0 , USART1,MSP430 的 ADC12,M