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主要内容 Msp430单片机简介Msp430单片机的结构及主要模块Msp430单片机的具体应用 位移测量装置 1 MSP430单片机简介 MSP430单片机的主要特性MSP430单片机系列种类MSP430单片机的应用领域Msp430单片机的开发工具Msp430的相关学习资料 主要内容 MSP430系列单片机是美国德州仪器 TI 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 MixedSignalProcessor 称之为混合信号处理器 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 MSP430单片机 超低功耗0 1A掉电模式0 8A等待模式250A 1MIPS 1S时钟唤醒时间 50nA端口漏电流 MSP430单片机的主要特性 高集成度10bitSARADC 200ksps 12bitSARADC 200ksps 12bitDACOPAMP PGA LCDDRIVER 硬件乘法器 DMAetc 16bitRISCCPU27条核心指令7种寻址模式 容易使用基于JTAG的嵌入式仿真便宜的开发工具应用文档比较多 MSP430单片机的主要特性 代码安全硬件熔丝结构BSL升级 密码错误自动擦除 MSP430单片机系列种类 基于LCDMSP4304xx 基于闪存的MCU 提供1 8伏至3 6伏工作电压 高达120kB的闪存 ROM和8MIP 带有FLL SVS MSP4303xx ROM OTP产品系列MCU 提供2 5伏至5 5伏工作电压 高达32kB和4MIPS 带有FLL 非基于LCDMSP430 x1xx 基于闪存 ROM的MCU提供1 8伏至3 6伏的工作电压 高达60kB和8MIPS 带有基本时钟 MSP430F2xx 基于闪存的MCU提供1 8伏至3 6伏工作电压 掉电复位及16MIPS 带有基本时钟 MSP430F5XX 基于闪存的MCU提供1 8伏至3 6伏工作电压 掉电复位及18MIPS 带有基本时钟 MSP430单片机系列种类 MSP430单片机的应用领域 医疗和工业测量葡萄糖和胆固醇浓度测量 温度计 ERG 心率监视器 脉搏血氧仪工业测量 电压电流 温度 压力 PH值 测量 传感设备报警系统 烟雾探测器 智能家居 无线资产管理 无线传感器 日常公用测量水表 气表 自动抄表 先进电表网络基础设施 热分配表 便携式消费无线鼠标和键盘 触摸按键 手机 数码相机 MP3电动牙刷 剃须刀 运动手表等 MSP430单片机的应用领域 Msp430单片机的开发工具 硬件 PC机 MSP430JTAG仿真器 并口线 USB 用户板 PC机 JTAG调试器 用户板 JTAG接口 软件 无限制版IAR集成开发环境 Msp430的相关学习资料 基本特性说明PDF文档包括pindesignation functionalblock terminalfunctions absolutemaximumratings operatingconditions用户手册PDFMsp430 xxxxfamilyuser sguide 关于寄存器的具体说明 光盘附带的示例程序Msp430学习论坛相关书籍 了解到使用430单片机的学习过程 1 了解所用430单片机型号的内部模块资源 2 结合实际分析要使用的模块资源 3 针对具体模块学习相关示例代码 4 修改代码形成自己的子程序 5 将不同子程序整合成完整系统程序 2 MSP430内部结构和各模块简要介绍 MSP430内部结构 以msp430f247为例 Msp430的引脚图 引脚具体说明见terminalfunctions表格 各模块简要介绍 1 CPU 16 BITRISCarchitecture源操作数7种寻址模式 目标操作数4种寻址模式16个寄存器 见右图 寄存器间传送数据在1个CPUclock内完成R0 R3是专用寄存器PC SP SR CG 其余为通用寄存器 各模块简要介绍 1 CPU 51条指令 27条核心指令 24条仿真指令 分为单操作数 双操作数以及相对跳转三种类型 指令集略 各模块简要介绍 2 工作模式 MSP430单片机的各个模块都可以独立运行 如定时器 输入 输出端口 A D转换 看门狗 液晶显示器等都可以在CPU休眠的状态下独立工作 若需要主CPU工作 任何一个模块都可以通过中断唤醒CPU 从而使系统以最低功耗运行 让CPU工作于突发状态可以充分利用CPU的低功耗性能 通常 使用软件将CPU设定到某一低功耗模式 在需要时使用中断将CPU从休眠状态中唤醒 完成工作后又可以进入相应的休眠状态 430单片机包括1种活动模式和5种低功耗模式 不同模式下电流消耗 各模块简要介绍 3 msp430f247的中断向量表 部分 各模块简要介绍 4 Msp247的存储器组织 各模块简要介绍 5 Msp430f247的基准时钟系统 基准时钟可由以下方式提供 LFXT1CLK 400kHz 16MHz的低频 高频晶振 通常外接32768HZ的表晶或外部时钟信号等XT2CLK 400kHz 16MHz 优化了高频特性的振荡器 接标准晶振或外部时钟 DCOCLK 内部数控RC振荡器 DCO VLOCLK 12kHz的低频 低功耗振荡器 各模块简要介绍 5 Msp430f247的基准时钟系统 基准时钟提供如下信号 系统主时钟MCLK 供CPU或高速外设使用 可以选择任一振荡源 并进行1 2 4 8分频作为信号源 子系统时钟SMCLK 供高速外设使用 可以选择任一振荡源 并进行1 2 4 8分频作为信号源 辅助子时钟ACLK 供低速外设使用 只能选择LFXT1进行1 2 4 8分频作为信号源 系统复位后 MCLK和SMCLK由DCO提供 ACLK由LFXT1提供 各模块简要介绍 5 Msp430f247的基准时钟系统 设定DCO为16MHZ BCSCTL1 CALBC1 16MHZ DCOCTL CALDCO 16MHZ 以下是DCO设置程序 读取0 x10f9和0 x10f8两个地址里面16MHzDCO常数分别装入BCSCTL1和DCOCTL两个寄存器 可选频率1M 8M 12M 16M 各模块简要介绍 6 digitalI O 有6个8bitI O口P1 P6每个口都可以被配置为输入口或输出口P1口和P2口具有外部中断的功能 P1口的所有口线共用一个中断向量 使用各自不同的标志位 P2口类似 各模块简要介绍 6 digitalI O 重要寄存器输入寄存器PxIN 输出寄存器PxOUT 方向寄存器PxDIR 上拉 下拉使能寄存器PxRENPxSEL PxSEL2 使用方法 首先设置PxSEL PxSEL2确定是作通用口还是作其他功能用 若作通用I O口用 则再设置PxDIR确定是输入还是输出 若作通用I O口输出 则设置PxREN禁止上下拉若作通用I O口输入 则设置PxREN使能上下拉 若作其他功能使用 则设置PxREN使能上下拉电阻 同时也要指定其信号的输入输出方向 PxDIR 各模块简要介绍 6 digitalI O 配置没有使用到的I O引脚 应被配置为I O功能 输出方向 上拉 下拉电阻使能 这样可以减少系统的功耗 各模块简要介绍 6 digitalI O 控制I O口的实例 P1OUT BIT0 置 1 0为 P1OUT BIT0 BIT1 BIT7 置P1 0 P1 1 P1 7为 P1OUT 置 1 0为0 各模块简要介绍 6 digitalI O 各模块简要介绍 7 SVS SVS supplyvoltagesupervisorSVS可以监视供电电压AVcc或外部电压 当发生欠压时置标志位并产生一个POR复位 门槛可以软件设置 SVSBlockDiagram SVS特点 可以监视AVcc 可选择是否产生POR信号 SVS比较器输出软件可访问 可设置 个比较门槛 可监视外部电压 主要功能是在程序跑飞时能够控制系统的重新启动 当不需要时可以禁止该功能 此时可以当成一个间隔计数器使用 各模块简要介绍 8 WDT 以下是关看门狗程序 WDTCTL WDTPW WDTHOLD 关看门狗 0 x5A00 0 x0080 WDTCTL定义 各模块简要介绍 9 硬件乘法器hardwaremultiplier 该模块是430单片机的特色 乘法器完全用硬件实现 其工作与CPU完全独立 能够通过CPU指令对其进行读和写 可完成16x16bits 16x8bits 8x16bits 8x8bits 概述 Timer A是一个具有 个捕捉 比较模块的16bit定时 计数器 不仅能完成定时的基本功能 还能完成对计数值的捕捉功能 而且可以方便地输出多路PWM波形 其中断功能也很完善 支持定时器溢出中断 捕捉比较中断等多种类型 可方便实现定时 测频 输出PWM波形等多种功能 各模块简要介绍 10 Timer A Timer ABlockDiagram Timer A模式 Timer A模式 UPMode Timer A模式 ContinuousMode Timer A模式 Up DownMode 有三个捕捉比较模块TACCR0 TACCR1 TACCR2 用于捕捉计数值和产生时间间隔 每个模块都有以下两种应用模式 capturemode comparemode 取决于CAP Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks Capturemode CAP 1 外部信号的边沿或软件置位都可以触发一次捕捉 当捕捉发生时 计数值TAR被装入TACCRx 此外捕捉比较标志位CCIFG置 Comparemode CAP 0 该模式用于产生 信号 当计数值TAR等于TACCRx时 捕捉比较标志位CCIFG置 x 从而影响outputunit的输出 PWM Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks 捕捉比较模块的7种输出模式 outputmodes Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks 捕捉比较模块的7种输出模式 以CCR1为例 捕捉比较模块的7种输出模式 以CCR1为例 Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks 捕捉比较模块的7种输出模式 以CCR2为例 Timer A的捕捉比较模块capture compareblocks Timer B有 个捕捉比较模块 其功能与Timer A功能类似 主要在以下方面不同 计数长度可以为 bits 10bits 12bits 16bits 捕捉比较寄存器具有双缓冲结构 不同捕捉比较寄存器TBCCRx能够进行组合 实现严格同步的比较输出 各模块简要介绍 11 Timer B 各模块简要介绍 12 USCI 注 USCI即universalserialcommunicationinterface MSP430F247中有4个USCI模块UCA0 UCA1 UCB0 UCB1其中UCA0和UCA1完全相同 支持以下串行通信方式 1 UARTmode TXD RXD pulseshapingforIrDAcommunications automaticbaudratedetectionforLINcommunication SPImode 3or4pins UCB0和UCB1完全相同 支持以下串行通信方式 I2Cmode SCL SDA SPImode 3or4pins CLK SIMO SOMI STE 各模块简要介绍 13 电压比较器comparatorA 各模块简要介绍 14 ADC12 主要特点如下 12bits逐次逼近型 最大转换速率大于200ksps 采样时间软件可控 可由Timer A或Timer B启动转换 可选择内部或外部参考电压 个外部模拟输入通道 内部温感 AVcc 外部参考电压源 转换时钟可设置 单通道单次 单通道连续 多通道单次 多通道连续等转换模式 core和参考电压都可以设置为低功耗模式 个12bits转换结果存储寄存器 Msp430单片机的具体应用 位移测量装置 Msp430单片机的具体应用 位移测量装置框图 MSP430单片机需要完成的工作 两路 模拟量采集 采用了2个SPI接口的ADS7818 接收键盘输入控制 显示控制直流电机运行 方向和速度控制 位移测量装置中使用到的资源 通用 口 键盘显示器 个SPI模块 Timer A的捕捉比较模块 电机驱动 信号 引脚资源使用一览表 关于 msp430 x24x h 文件的一些解释 主要是对寄存器符号和一些常数的定义 寄存器符号定义例如 defineP1OUT 0 x0021 DEFC P1OUT P1OUT defineTACCR0 0 x017