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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 xxxxfamilyusersguide（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R0R3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：400kHz16MHz的低频/高频晶振，通常外接32768HZ的表晶或外部时钟信号等XT2CLK：400kHz16MHz，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P1P6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,SVSsupplyvoltagesupervisorSVS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 x0172)DEFW(