MSP430教学课时1

1、MSP430August 00 / 1电子实训电子实训常用单片机与常用单片机与超低功耗微控制器超低功耗微控制器MSP430MSP430August 00 / 21、常用单片机比较、常用单片机比较 目前，我们常用的单片机有8位和16位的，八位单片机由于内部构造简单，体积小，成本低廉，在一些较简单的控制器中应用很广。即便到了本世纪，在单片机应用中，仍占有相当的份额。我们常用的16位的机型主要是MSP430。AVR,C51和PIC在基础型号上是八位的，下面将这几种8位单片机性能进行比较。MSP430August 00 / 38位单片机位单片机16位位32位区别位区别 常见错误观点：几位单片机是由单片

2、机的数据总线宽度决定的 。比如：51是8位的 PICAVR430均是16位的 标准解答： 如果总线宽度与CPU一次处理的数据宽度相同，则这个宽度就是所说的单片机位数。 比如：总线宽度与CPU一次处理的数据宽度不同，著名的Intel 8088，CPU是16位但总线是8位，所以它是准16位。MSP430August 00 / 4MSP430August 00 / 5a. 51系系列列单单片片机机内内部部结结构构应用最广泛的八位单片机首推Intel的51系列，由于产品硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史“悠久”，有先入为主的优势。MSP430August 00 / 6a.51系列系列51系系列列

3、单单片片机机内内部部结结构构世界有许多著名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术，并在其基础上进行性能上的扩充，使得芯片得到进一步的完善，形成了一个庞大的体系，直到现在仍在不断翻新，把单片机世界炒得沸沸扬扬。有人推测，51芯片可能最终形成事实上的标准MCU芯片。MSP430August 00 / 751系列在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H2FH，它既可作字节处理，也可作位处理（作位处理时，合128个位，相应位地址为00H7FH），使用极为灵活。这一功能无疑给使用者提供了极大的方便，因为一个较复杂的程序在运行过程中会遇到很多分支，因而需建立很多标志

4、位，在运行过程中，需要对有关的标志位进行置位、清零或检测，以确定程序的运行方向。而实施这一处理（包括前面所有的位功能），只需用一条位操作指令即可。MSP430August 00 / 851的布尔处理的布尔处理51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。虽然其他种类的单片机也具有位处理功能，但能进行位逻辑运算的实属少见。51里的A和各个端口都可以位寻址，一些SFR也可以.另外20H到2F

5、h的RAM空间也是专门为了位寻址准备的,128个位。实际上单片机经常的要处理是或非的逻辑问题，如果每次都是用一个字节就产生了浪费，因为这个1或0的问题一位就够用了。所以带出了51的布尔处理的布尔处理。此外单片机有布尔处理器的专有位，就是PSW里的C，仅为标志，同时是单片机布尔处理器的寄存器。MSP430August 00 / 9 51系列的另一个优点是乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。八位除以八位的除法指令，商为八位，精度嫌不够，用得不多。而八位乘八位的乘法指令，其积为十六位，精度还是能满足要求的，用的较多。作乘法时，只需一条指令就行了，即 MULAB(两个乘数分别在累加器A和寄存器B中。

6、积的低位字节在累加器A中，高位字节在寄存器B中)。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。MSP430August 00 / 10 在51系列中，还有一条二进制-十进制调整指令 DA，能将二进制变为BCD码，这对于十进制的计量十分方便。而在其他的单片机中，则也需调用专用的子程序才行。MSP430August 00 / 111980年：年：8051问世问世 英特尔发布历史上销售成绩最佳的8051。 Intel公司51系列的典型产品是8051，片内有4K字节的一次性程序存储器（OTP）。Atmel公司就将其改为电可改写的闪速存储器（Flash），容许改写1000

7、次以上，这给编程和调试带来极大的便利，其产品AT89C51、AT89C52 等成为了当今最流行的八位单片机。MSP430August 00 / 1251系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。低电平时，吸入电流可达20mA，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十A甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的），基本上没有驱动能力。其原因是高电平时該脚也同时作输入脚使用，而输入脚必须具有高的输入阻抗，因而上拉的电流必须很小才行。作输出脚使用，欲进行高电平驱动时，得利用外

8、电路来实现，I/O脚不通，电流经R驱动LED发光；低电平时，I/O脚导通，电流由该脚入地，LED灭（I/O脚导通时对地的电压降小于1V，LED的域值1.51.8V）。 MSP430August 00 / 13 一些简装的51产品也相应出现，如Atmel公司的AT89C1051、AT89C2051、AT89C4051等（闪速存储器分别为1K、2K、4K等，但不能外接数据存储器），指令系统与AT89C51完全兼容，但引脚均为20脚，不光体积小，而且价格低廉，这使得其他的公司竞相仿照。 MSP430August 00 / 14 不过，原51系列也有许多值得改进之处，如运行速度过慢等。当晶振频率为12

9、MHz时，机器周期达1s，显然适应不了现代高速运行的需要。华邦公司(Winbond)生产的产品型号为W77系列和W78系列，W78系列与AT89C系列完全兼容。W77系列为增强型，对原有的8051的时序作了改进，每个机器周期从12个时钟周期改为4个周期，使速度提高了三倍，同时，晶振频率最高可达40MHz。W77系列还增加了看门狗WatchDog、两组UART、两组DPTR数据指针(双数据指针 )、ISP等多种功能。MSP430August 00 / 15 单片机的提速运行、双数据指针及ISP功能并非是W77系列所特有的，一些新的型号的51系列产品大都有该功能，如Philips的51LPC系列、

10、AT89系列中的某些型号、STC89C系列等等。有的单片机还附有A/D、D/A转换、片内EEPROM数据存储器、PWM输出、I2C总线、上电复位检测、欠压复位检测等等，这些新系列的单片机，它们都兼容8051的指令系统。增强功能的实现，大都是由片内新增的特殊功能寄存器来进行设置，这些寄存器被安排在片内特殊功能寄存器区间（80FFH）的预留地址上。MSP430August 00 / 16 比较有代表性的产品还有STC89C51RC、C8051F331/330等等。可以这么说，新的51产品几乎可以涵盖所有新的功能。由于新型号的芯片种类太多，此处不可能一一列举。 MSP430August 00 / 1

11、7MSP430August 00 / 18bPIC系列（系列（PeripheralInterfaceController） PIC单片机系列是美国微芯公司（Microchip）的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。CPU采用RISC结构，分别有33、35、58条指令（视单片机的级别而定），属精简指令集。而51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比前者复杂。 MSP430August 00 / 19 采用Harvard双总线结构，运行速度快(指令周期约160200ns)，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行

12、指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期（个别除外），这也是高效率运行的原因之一。 MSP430August 00 / 20 此外，它还具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列单片机共分三个级别，即基本级、中级、高级。其中又以中级的PIC16F873（A）、PIC16F877 (A) 用的最多 MSP430August 00 / 21 PIC系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器（TRISn , 其中n对应各口，如A、B、C、D、E等），从而解决了51系列I/O脚为高电平时同

13、为输入和输出的状态。当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态；置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。MSP430August 00 / 22 相对于51系列而言，这是一个很大的优点，它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程（ISP）功能。MSP430August 00 / 23MSP430August 00 / 24c、AVR系列系列 AVR 单片机吸取了 PIC 及 8051 等单片机的优点，同时在内部结构上还作了一些重大改进，

14、其主要的优点如下： MSP430August 00 / 25 程序存储器为价格低廉、可擦写 1 万次以上、指令长度单元为 16 位(字)的 FlashROM（即程序存储器宽度为 16 位，按 8 位字节计算时应乘 2）。而数据存贮器为 8 位。因此 AVR 还是属于 8 位单片机。 MSP430August 00 / 26 采用 CMOS 技术和 RISC 架构，实现高速(50ns)、低功耗(A)、具有 SLEEP(休眠)功能。AVR 的一条指令执行速度可达 50ns(20MHz)，而耗电则在 1uA2.5mA 间。 MSP430August 00 / 27 AVR 采用 Harvard结构，

15、以及一级流水线的预取指令功能，即对程序的读取和数据的操作使用不同的数据总线，因此，当执行某一指令时，下一指令被预先从程序存储器中取出，这使得指令可以在每一个时钟周期内被执行。 MSP430August 00 / 28 高度保密。可多次烧写的 Flash 且具有多重密码保护锁定(LOCK)功能，因此可低价快速完成产品商品化，且可多次更改程序(产品升级)，方便了系统调试，而且不必浪费 IC 或电路板，大大提高了产品质量及竞争力。 MSP430August 00 / 29 工业级产品，具有大电流 1020mA(输出电流)或 40mA(吸电流)的特点，可直接驱动 LED、SSR 或继电器。有看门狗定时

16、器(WDT)安全保护，可防止程序走飞，提高产品的抗干扰能力。 MSP430August 00 / 30MSP430August 00 / 31超低功耗微控制器超低功耗微控制器MSP430TexasInstruments超低功耗微控制器超低功耗微控制器MSP430August 00 / 322MSP430单片机单片机 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 1 6 位 超 低MSP430单片机功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器，是由于其针对实际应用需求，将多个不同功能

17、的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片机”解决方案。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。MSP430August 00 / 33MSP430单片机优势单片机优势 特点： A.超低功耗 B.强大的处理能力 C.高性能模拟技术及丰富的片上外设 D.系统工作稳定 E.方便高效的开发环境 MSP430August 00 / 34A.超低功耗超低功耗MSP430August 00 / 35超低功耗超低功耗 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和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，MSP430 系列单片机的电源电压采用的是

18、1.8-3.6V 电压。因而可使其在1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165A左右，RAM 保持模式下的最低功耗只有0.1A。 MSP430August 00 / 36超低功耗超低功耗 其次，独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环（FLL 和FLL+）时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器（32768Hz），也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。 MSP430August 00 / 37超低功耗超低功耗 由

19、于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0LPM4）。在实时时钟模式下，可达2.5A ，在RAM 保持模式下，最低可达0.1A 。 MSP430August 00 / 38B处理能力强处理能力强 MSP430系列单片机是一个16位的单片机，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。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 MSP43

20、0August 00 / 39 MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如 FFT 等）。 MSP430August 00 / 40D.片内资源丰富片内资源丰富MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器A、定时器A0（Timer_A0）、定时器A1（Timer_A1）、定时器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驱动器、10位/12位ADC、16位- ADC、DM

21、A、I/O端口、基本定时器（Basic Timer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。 MSP430August 00 / 41 看门狗可以使程序失控时迅速复位； 模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器； 16 位定时器（Timer_A 和 Timer_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、 PWM 等；有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用；MSP430August 00 / 42 具有较多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输

22、入； 10/12位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps ，能够满足大多数数据采集应用； 能直接驱动液晶多达 160 段； MSP430 系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的低功耗状态时，中断唤醒只需5s。 MSP430August 00 / 43 实现两路的 12 位 D/A 转换； 硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展； 以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。MSP430August 00 / 44E.方便高效的开发环境方便高效的开发环境 M

23、SP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件，这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后烧写或掩膜芯片； MSP430August 00 / 45 对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境，因为器件片内有 JTAG 调试接口，还有可电擦写的 FLASH 存储器，因此采用先下载程序到 FLASH 内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器，而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。 MSP430

24、August 00 / 46MSP430August 00 / 47MSP430系列单片机命名规则系列单片机命名规则MSP430 F 14 9 A I PMMSP430August 00 / 48MSP430系列产品系列产品+路线图路线图 100+器件器件2xx-Catalog16MIPS120kBFlash8kBRAM500nAStandby1.83.6V75+器件器件1xx-Catalog 8MIPS 60kBFlash 10kBRAM 1.83.6VG = Value LineF = FlashFR = FRAM100+器件器件4xx:LCD 16MIPS 120kBFlash 8kBR

25、AM LCDController， ，160segments 1.83.6VF23x0新一代产品新一代产品5xx-6xx 25MIPS 256kBFlash 16kBRAM 1.83.6V 0.9-1.65V(L092) FRAM， ，USB， ，RF 6xx:LCDController 160uA/MIPS生产生产开发开发器件器件F20 xxF21x1F21x2F22xxF541xF543xAFx42x0Fx42xF44xFx43xFG461xFE42x2F47x4Fx47xF43xF23x0F41xF41x2FR57xxFRAMF550 x/10USBF51x2照明照明F53xxGen P

26、urposeF5/663xBGM， ，CatalogG2xx1F552xUSBCC430RFG2xx28kB， ，CapTouchI/OG2xx316kB， ，CapTouch I/OF471xxF438/F439F67xxMeteringAFE2xxMetering AFEF67xxMeteringF5/665x512kB FlashF11xxF12xxF13x-F14xF15x-F16xF23x-F24xF261xF241xL0920.9V NativeMSP430August 00 / 49MSP430单片机的特点单片机的特点小巧灵活、成本低、易于产品化，它能方便地组装成各种智能式控制设

27、备以及各种智能仪器仪表。面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳性能价格比。抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣环境下都能可靠地工作，这是其他机型无法比拟的。可以很方便地实现多机和分布式控制。使整个系统的效率和可靠性大为提高。 MSP430August 00 / 50单片机的应用单片机的应用MSP430August 00 / 5189C51单片机是单片机是8位单片机，采用位单片机，采用“CISC”，共，共111条指令；条指令；MSP430单片机是单片机是16位单片机，采用位单片机，采用“RISC”，共，共27条指令。条指令。89C 51 单片机电源电压是单片机电源

28、电压是 5 伏，正常情况下消耗的电流为伏，正常情况下消耗的电流为 24mA ，在掉电状态下，其耗电电流仍为，在掉电状态下，其耗电电流仍为 3mA ；即使在掉电方式；即使在掉电方式下，电源电压可以下降到下，电源电压可以下降到 2V ，但是为了保存内部，但是为了保存内部 RAM 中的数中的数据，还需要提供约据，还需要提供约 50uA 的电流；的电流；MSP430单片机则为超低功耗单单片机则为超低功耗单片机。片机。89C51单片机受其结构本身限制，很难实现模拟功能部件的增单片机受其结构本身限制，很难实现模拟功能部件的增加；加；MSP430单片机无论扩展单片机无论扩展 8 位功能模块还是位功能模块还是

29、 16 位的功能模块位的功能模块，即使扩展模，即使扩展模 / 数转换或数数转换或数 / 模转换这类的功能模块也很方便。模转换这类的功能模块也很方便。 89C51单片机在线编程始终是个问题；但单片机在线编程始终是个问题；但MSP430单片机不仅单片机不仅开发工具简便，而且价格也相对低廉，并且可以实现在线编程。开发工具简便，而且价格也相对低廉，并且可以实现在线编程。3、MSP430单片机与单片机与51单片机的比较单片机的比较MSP430August 00 / 52MSP430August 00 / 53MSP430开发系统开发系统MSP430电路板（带JTAG或BSL端口）仿真器（并口/USB口）

30、或BSL编程器IAR Embedded Workbench for MSP 430，简称EW430Code Composer Studio 5.4.0，简称CCSMSP430August 00 / 541.21.2 MSP430F149MSP430F149单片机开发板介绍单片机开发板介绍MSP430August 00 / 55MSP430August 00 / 56RS232RS232接口电路接口电路MAX3232是一款3.0V5.5V供电、低功率的RS232收发器，支持高达1Mbps的通信速率，仅需要四个0.1uF的电容作为外部元件即能工作。MCU通过UTXD0(P3.4)向PC机发送数据，

31、通过URXD0(P3.5)接收来自PC机的数据。MSP430August 00 / 57RS485RS485接口电路接口电路SN65176B内部集成了一个三态的平衡驱动器和一个差分接收器，专为基内部集成了一个三态的平衡驱动器和一个差分接收器，专为基于总线传输的多点数据通信而设计。于总线传输的多点数据通信而设计。当当P3.3输出高电平时，输出高电平时，SN65176B处于发送数据模式；当处于发送数据模式；当P3.3输出低电平输出低电平时，时，SN65176B处于接收数据模式。这里使用处于接收数据模式。这里使用MSP430F149内部的内部的UART1端端口来实现口来实现RS485串行通信，串行通

32、信，MCU通过通过UTXD1(P3.6)向向RS485总线发送数据，总线发送数据，通过通过URXD1(P3.7)接收来自接收来自RS485总线的数据。总线的数据。MSP430August 00 / 58AT24C02采用两线串行接口采用两线串行接口(I2C)简化了与简化了与MCU的连接，工作电的连接，工作电压压2.7V5.5V，存储容量，存储容量2568-Bit，支持，支持100万次的擦写，数据万次的擦写，数据能有效保持能有效保持100年。年。MCU的通用输入输出的通用输入输出(GPIO)端口端口P1.2、P1.3与与AT24C02的的SCL、SDA端口相连接构成端口相连接构成I2C总线，因为

33、总线，因为MSP430F149内部没有专用的内部没有专用的I2C接口电路，所以只能用接口电路，所以只能用IO端口来模拟端口来模拟I2C时序从而实现对时序从而实现对EEPROM的读写操作。的读写操作。MSP430August 00 / 59DS1302能够计算秒、分、时、日、周、月、年，自动补偿能够计算秒、分、时、日、周、月、年，自动补偿2100年年之前的闰年日期；之前的闰年日期；2.0V5.5V的供电电压，三线制的串行通信接的供电电压，三线制的串行通信接口，且内置口，且内置31字节的可由电池维持数据的静态字节的可由电池维持数据的静态RAM。MCU通过通过P2.5、P2.6、P2.7端口与端口与

34、DS1302的的SCLK、I/O、RST三三个引脚连接。个引脚连接。DS1302的第的第1管脚接到了系统板的管脚接到了系统板的3.3V电源上，作电源上，作为芯片的主电源；第为芯片的主电源；第8管脚连接了一个管脚连接了一个CR1220型纽扣电池的正极型纽扣电池的正极，为芯片提供系统板掉电后的能量。，为芯片提供系统板掉电后的能量。 MSP430August 00 / 60MCU的的P1.0、P1.1端口与端口与DAC5571的的SDA、SCK端口连接，通过端口连接，通过在两个在两个GPIO上模拟上模拟I2C时序从而实现对时序从而实现对DAC的操作。的操作。通过跳线设置可以使通过跳线设置可以使DAC

35、输出电压直接驱动输出电压直接驱动LED以控制亮度或通以控制亮度或通过过P6.1进行进行AD采样。采样。MSP430August 00 / 61DS18B20是一款小巧的温度传感器，它通过单总线协议与是一款小巧的温度传感器，它通过单总线协议与MCU进进行通信，硬件连接十分简洁，它具有如下特性：测温范围行通信，硬件连接十分简洁，它具有如下特性：测温范围-55+125，并且在，并且在-10+85范围内具有范围内具有0.5的精度，的精度，9-Bit到到12-Bit的可编程分辨率，用户自定义、非易失性温度阈值。的可编程分辨率，用户自定义、非易失性温度阈值。通过上图可知通过上图可知MCU的的P2.4端口与

36、端口与DS18B20的的DQ端连接，只要在端连接，只要在MCU的的IO端口模拟端口模拟1-Wire协议的时序就能实现对协议的时序就能实现对DS18B20的读的读写。写。 MSP430August 00 / 62PSB是液晶数据传输模式的选择位，如果是液晶数据传输模式的选择位，如果PSB接高电平则液晶工接高电平则液晶工作在并行数据传输模式，如果作在并行数据传输模式，如果PSB接低电平则液晶工作在串行数接低电平则液晶工作在串行数据传输模式。据传输模式。RST是液晶的复位端，在对液晶进行操作之前，必是液晶的复位端，在对液晶进行操作之前，必须先设置好正确的数据传输模式然后控制液晶模块完成一次复位须先设

37、置好正确的数据传输模式然后控制液晶模块完成一次复位动作。动作。液晶控制端口使用液晶控制端口使用3.3V的逻辑电平，背光驱动电压同样为的逻辑电平，背光驱动电压同样为3.3V。MSP430August 00 / 63VEE是调整液晶偏压输入端，已连接了一个是调整液晶偏压输入端，已连接了一个3296型电位器型电位器(R29)的中间抽头处，用户可以手动调整液晶偏压。的中间抽头处，用户可以手动调整液晶偏压。 MSP430August 00 / 64MSP430August 00 / 65因为因为MSP430F149是一款低功耗的单片机、其是一款低功耗的单片机、其IO端口端口的驱动能力十分有限，所有在数码

38、管的段选信号、位选的驱动能力十分有限，所有在数码管的段选信号、位选信号与信号与MCU之间增加了两片之间增加了两片74HC573，用作缓冲驱动，用作缓冲驱动，这样既可以正常驱动数码管又可以保护，这样既可以正常驱动数码管又可以保护MCU的的IO端端口不会因为电流过大而损毁。口不会因为电流过大而损毁。74HC573是是8位锁存器，它有一个输出使能端位锁存器，它有一个输出使能端O，一，一个锁存使能端个锁存使能端LE；在硬件电路设计中将；在硬件电路设计中将LE与与GND连接连接，即保证输出跟随输入保持同步变化。，即保证输出跟随输入保持同步变化。O连接到了移连接到了移位寄存器位寄存器74HC595的一个并

39、行输出位，通过的一个并行输出位，通过74HC595的的输出电平可以决定输出电平可以决定O连接低电平还是高电平，从而可连接低电平还是高电平，从而可以控制以控制74HC573是否输出信号，这样虽然增加了使用的是否输出信号，这样虽然增加了使用的复杂性但是避免了复用相同复杂性但是避免了复用相同IO的不同电路彼此影响。的不同电路彼此影响。MSP430August 00 / 66SN74LVC4245是一个是一个8位的双向电平转换器件，支持位的双向电平转换器件，支持3.3V与与5V电电平之间的双向转换。平之间的双向转换。74LVC4245的输出使能控制端的输出使能控制端O和电平转和电平转换方向控制端换方向

40、控制端DIR均连接到了均连接到了74HC595的并行输出位，由的并行输出位，由74HC595决定是否是否使能芯片，已经确定电平转换方向。决定是否是否使能芯片，已经确定电平转换方向。 MSP430August 00 / 67PS2端口使用了标准的六芯插座，可以接收来自标准键盘、鼠标端口使用了标准的六芯插座，可以接收来自标准键盘、鼠标的数据。由于键盘、鼠标都是的数据。由于键盘、鼠标都是5V供电系统，而供电系统，而MSP430F149只能只能工作在工作在3.3V，所以需要在两者之间进行电平转换。根据键盘的工，所以需要在两者之间进行电平转换。根据键盘的工作原理，作原理，MCU只要接收键盘发送过来的时钟

41、信号和数据信号，然只要接收键盘发送过来的时钟信号和数据信号，然后对数据信号进行解码就可以了。为此利用电平转换电路的两根后对数据信号进行解码就可以了。为此利用电平转换电路的两根数据线，让键盘的时钟线数据线，让键盘的时钟线CLK连接连接SN74LVC4245的的A8端口，键端口，键盘的数据线盘的数据线DATA连接连接SN74LVC4245的的A7端口，这样就可以利用端口，这样就可以利用SN74LVC4245进行电平转换了。进行电平转换了。MSP430August 00 / 68USB芯片的数据端口与芯片的数据端口与MCU的的P5端口连接，控制端口与端口连接，控制端口与MCU的的IO连接关系为：连接

42、关系为： P2.0WR_N，P2.1RD_N，P2.2A0，P2.3CS_N。MSP430系列单片机没有外部总线接口，需要系列单片机没有外部总线接口，需要上面的四个上面的四个IO与与P5口配合模拟数据口配合模拟数据/地址复用的总线读写时序，地址复用的总线读写时序，从而实现对从而实现对D12的操作。的操作。MSP430August 00 / 69经过经过74HC573的隔离以后，的隔离以后，MCU的的P2端口的每一位都对应一个端口的每一位都对应一个LED，当相应，当相应IO输出低电平时输出低电平时LED点亮，当相应点亮，当相应IO输出高电平输出高电平时时LED熄灭。熄灭。 MSP430Augus

43、t 00 / 70MSP430August 00 / 71如果如果P1.7输出低电平，则输出低电平，则K1K4四个按键就构成了四四个按键就构成了四个连接到个连接到P1.0P1.3端口的独立式按键；端口的独立式按键；如果如果P1.6输出低电平，则输出低电平，则K5K8四个按键就构成了四四个按键就构成了四个连接到个连接到P1.0P1.3端口的独立式按键；端口的独立式按键；如果如果P1.5输出低电平，则输出低电平，则K9K12四个按键就构成了四四个按键就构成了四个连接到个连接到P1.0P1.3端口的独立式按键；端口的独立式按键；如果如果P1.4输出低电平，则输出低电平，则K13K16四个按键就构成了

44、四个按键就构成了四个连接到四个连接到P1.0P1.3端口的独立式按键。端口的独立式按键。如果用户不需要独立式按键，那么直接用程序控制如果用户不需要独立式按键，那么直接用程序控制P1端口的扫描信号，键盘电路就是一个工作在扫描方式的端口的扫描信号，键盘电路就是一个工作在扫描方式的44的矩阵式键盘了。的矩阵式键盘了。 MSP430August 00 / 72MSP430F149内部有一个内部有一个12-Bit的模数转换器，它对外的模数转换器，它对外提供提供8路转换通道，对应通用路转换通道，对应通用IO的的P6.0P6.7引脚。在引脚。在LT-1B学习板上，已经使用了学习板上，已经使用了P6.0对应的

45、通道，它被连对应的通道，它被连接到标号为接到标号为R7的的10K电位器的第电位器的第2个引脚，通过转动电个引脚，通过转动电位器调节旋钮可以改变加载在位器调节旋钮可以改变加载在P6.0端口上模拟电压的大端口上模拟电压的大小。小。P6.1端口可以通过设置跳线座端口可以通过设置跳线座J1 的的1脚和脚和2脚的连接脚的连接关系决定是否连接到关系决定是否连接到DAC5571的输出端。的输出端。此外，此外，MCU内置的内置的ADC还支持外部参考电压输入，还支持外部参考电压输入，通过单排插针通过单排插针P5可以连接外部参考电压。可以连接外部参考电压。P5的各位（右的各位（右起是第起是第1位）与位）与MCU的

46、外部参考电路引脚的连接关系如的外部参考电路引脚的连接关系如下：下：1-VeREF+，2-AVSS，3-VeREF-。 注意：如果选择使用外部参考电压，则软件编程时必须注意：如果选择使用外部参考电压，则软件编程时必须关闭内部参考电压源；二者不能同时存在，否则将对关闭内部参考电压源；二者不能同时存在，否则将对MCU造成伤害。造成伤害。 MSP430August 00 / 73使用一个使用一个PNP型三极管来驱动蜂鸣器。如果型三极管来驱动蜂鸣器。如果P6.7端口输端口输出低电平，出低电平，PNP三极管将导通，蜂鸣器发声；如果三极管将导通，蜂鸣器发声；如果P6.7端口输出高电平，端口输出高电平，PNP

47、三极管截止，则蜂鸣器被关闭。三极管截止，则蜂鸣器被关闭。 MSP430August 00 / 7474HC595的串行数据输入端口的串行数据输入端口SER连接连接MCU的的P3.6引脚引脚，串行时钟输入端口，串行时钟输入端口SRCLK连接连接MCU的的P3.7引脚，输引脚，输出使能时钟连接出使能时钟连接MCU的的P3.3引脚。引脚。关于如何输出正确的控制信号参阅每个程序中都包含的关于如何输出正确的控制信号参阅每个程序中都包含的BoardConfig.h头文件，该头文件里面有头文件，该头文件里面有BoardConfig( )这个板子资源配置函数的源代码。这个板子资源配置函数的源代码。MSP430

48、August 00 / 75MSP430August 00 / 76MSP430开发环境：开发环境：IAREmbeddedWorkbenchforMSP430Company InformationCompany NameIAR SystemsAddressIAR Systems AB SE-750 23 Uppsala StrandbodgatanCountrySwedenEmailinfoiar.sePhone+1 46 18 167800URLhttp :/ OverviewIAR Systems is the worlds leading provider of software too

49、ls for embedded systems that enable large and small companies to develop premium products based on 8-, 16-, and 32-bit microcontrollers.MSP430August 00 / 77IAR Embedded Workbench IAREmbeddedWorkbench-Buildanddebugyourapplication IAR Embedded Workbench is a set of development tools for building and d

50、ebugging embedded applications using assembler, C and C+. It provides a completely integrated development environment including a project manager, editor, build tools and debugger. IAR Embedded Workbench for MSP430 provides extensive support for all MSP430 devices, hardware debug systems and RTOSs,

51、and generates very compact and efficient code.MSP430August 00 / 78三、三、IAR EW430IAR EW430软件介绍软件介绍lIAR Embedded Workbench（简称（简称EW）的）的C/C+交叉交叉编译器和调试器是今天世界上最完整和最容易使用的专编译器和调试器是今天世界上最完整和最容易使用的专业嵌入式应用开发工具。业嵌入式应用开发工具。EW对不同的微处理器提供一对不同的微处理器提供一样直观用户界面，目前已经支持样直观用户界面，目前已经支持35种以上的种以上的8位位/16位位/32位位ARM的微处理器结构。的微处理器

52、结构。l由于由于IAR公司在微处理器公司在微处理器C/C+编译器设计方面的丰编译器设计方面的丰富经验，目前没有任何一家公司的产品可以接近富经验，目前没有任何一家公司的产品可以接近IAR公公司针对司针对8/16/32位处理器生产的位处理器生产的30多种不同多种不同C/C+编译器编译器的水平。的水平。l经反复实验证明，经反复实验证明，IAR System的的C/C+编译器可以生编译器可以生成高效可靠的可执行代码，并且应用程序规模越大，效成高效可靠的可执行代码，并且应用程序规模越大，效果越明显。该编译器生成紧缩代码，可很好的运行在更果越明显。该编译器生成紧缩代码，可很好的运行在更小、更便宜的芯片上，

53、给附加功能留下充足扩展空间。小、更便宜的芯片上，给附加功能留下充足扩展空间。MSP430August 00 / 79IAR EW430IAR EW430软件的安装软件的安装1、网络搜索并下载、网络搜索并下载IAR_EW430EV4201软件软件 2、包含下面两个文件、包含下面两个文件 MSP430August 00 / 80IAR EW430IAR EW430软件的安装软件的安装3、双击、双击“ew430-ev-web-4201.exe”文件文件 ，进入以下界面，进入以下界面：MSP430August 00 / 81IAR EW430IAR EW430软件的安装软件的安装4、点击、点击“nex

54、t” ，进入以下界面，进入以下界面：MSP430August 00 / 82IAR EW430IAR EW430软件的安装软件的安装5、再点击、再点击“next” ，要求输入序列号，要求输入序列号：MSP430August 00 / 836、此时打开、此时打开“破解破解EW430-ev-web-4201.exe”文件文件，出现左图所，出现左图所示界面。示界面。MSP430August 00 / 847、在、在“Product”栏栏选择选择MSP430产产品，点击品，点击“Generate”，生成序列号和生成序列号和密钥；复制到密钥；复制到IAR软件安装软件安装相关信息栏，相关信息栏，一路一路“

55、next”及及“install”，最，最后点后点“Finish”即可完成安装即可完成安装。MSP430August 00 / 85IAR EW430IAR EW430软件的使用软件的使用MSP430August 00 / 86MSP430August 00 / 87MSP430August 00 / 88MSP430August 00 / 89MSP430August 00 / 90MSP430August 00 / 91MSP430August 00 / 92MSP430August 00 / 93MSP430August 00 / 94MSP430August 00 / 95MSP430A

56、ugust 00 / 96MSP430August 00 / 97MSP430August 00 / 98MSP430August 00 / 99MSP430August 00 / 100MSP430August 00 / 101MSP430中断向量表中断向量表MSP430August 00 / 102MSP430单片机的中断系统单片机的中断系统 中断类型 系统复位 POR （Power On Reset）上电复位 由Brown_Out_Reset (BOR) 复位电路产生 由RST/NMI引脚产生 PUC （Power Up Clear）上电清除 由POR信号产生 看门狗溢出 看门狗安全键值

57、出错 FLASH安全键出错 非可屏蔽中断不能使用全局中断使能位（GIE）屏蔽 RST/NMI端口出现跳变 使用中断使能位NMIIE控制 晶振故障使用中断使能位OFIE控制 FLASH访问出错使用中断使能位ACCVIE控制 可屏蔽中断有各自的中断屏蔽位，也能被GIE屏蔽MSP430August 00 / 103MSP430单片机的中断系统单片机的中断系统 中断响应过程将当前指令执行完PUSH PCPUSH SR如果有多个中断发生，选择最高优先级的中断如果是单源中断则清除中断标志，否则中断标志保持置位状态GIE、CPUOFF、OSCOFF、SCG1、C、N、V、Z清零，SCG0不变中断向量地址中的

58、内容装入PC，开始执行中断服务程序POP SRPOP PC返回程序流程中断请求MSP430August 00 / 104MSP430August 00 / 105指令系统概述指令系统概述 MSP430系列单片机：非完全意义的RISC处理器 采用指令正交技术 只有27条内核指令以及24条仿真指令 指令长度不固定 源操作数有7种寻址方式 目的操作数有4种寻址方式 指令周期数有变化 RISC和CISC CISC（Complex Instruction Set Computer),复杂指令集，采用变长指令，不同指令执行周期数变化很大 RISC（Reduced Instruction Set Compu

59、ter),精简指令集，指令长度固定、格式类似、执行时钟周期数基本相同、指令较少、寻址方式少。MSP430August 00 / 106寻址方式寻址方式 7种寻址方式 MSP430August 00 / 107指令集指令集MSP430August 00 / 108指令集指令集MSP430August 00 / 109指令集指令集MSP430August 00 / 110MSP430开发流程开发流程编写源代码修改程序硬件准备结束仿真调试满意？修改硬件软件不满意硬件不满意满意MSP430August 00 / 111程序设计程序设计 MSP430开发调试过程 1、建立工程项目 2、编写源代码 3、将

60、源代码添加到项目文件 4、选择器件 5、选择仿真方式 6、编译下载代码到芯片 7、仿真调试MSP430August 00 / 112C语言程序设计：（语言程序设计：（1）数据类型）数据类型MSP430August 00 / 113C语言程序设计：（语言程序设计：（2）结构化程序设计）结构化程序设计 三种程序结构：顺序、分支、循环三种程序结构：顺序、分支、循环 主要语句类型：主要语句类型：条件语句条件语句 开关语句开关语句 循环语句循环语句 MSP430August 00 / 114C语言程序设计：（语言程序设计：（2）结构化程序设计）结构化程序设计 条件语句条件语句语句表达形式有3种(a、b、