MSP430单片机原理与应用倪雪课后部分参考答案

第1章1.简述单片机的概念。答：单片机是单片微型计算机的简称，又称为单片微型控制器（MicrocontrollerUnit，MCU），它是将中央处理器、控制器、存储器、I/O接口等计算机的主要功能部件集成到一块芯片上，构成了一个微型的计算机，即一块芯片就是一台计算机。简述MSP430系列单片机的特点。答：MSP430单片机的特点主要有：超低功耗、强大的运算处理能力、高性能模拟技术及丰富的片内外设、系统工作稳定、灵活高效的开发环境。MSP430系列单片机是典型的“混合信号处理器”，其各系列都集成了哪些片内外设？答：MSP430系列单片机是典型的“混合信号处理器”，其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A（Timer_A）、定时器B（Timer_B）、硬件乘法器、串口（USART）、I2C总线、液晶驱动器、10位/12位/14位ADC、12位DAC、直接数据存取（DMA）、I/O端口、基本定时器（BasicTimer）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不同组合。MSP430系列单片机主要包括哪几种类型？答：MSP430系列单片机分为3种类型：OPT型、FLASH型和ROM型，其中FLASH型是国内选用的主流。不用类型的器件开发手段也不同，对于OPT型和ROM型的器件是使用仿真器开发成功之后，再烧写或掩膜芯片。对于FLASH型因其片内有JTAG调试接口，所以有较为方便的开发调试环境，还有可电擦写的FLASH存储器。简述MSP430系列单片机的主要应用领域。答：MSP430系列单片机的应用领域有计算机网络通信领域、仪器仪表领域、消费类电子产品领域、便携式医疗设备领域、工业控制领域、安防系统领域。简述MSP430G2553单片机主要包含哪些外设。答：MSP430G2553单片机具有丰富的外设，主要包括16位的RISCCPU、16KBFlash、512字节RAM、定时器、24个支持电容式触摸感测的I/O口、10位A/D转换器、串行通信模块等。MSP430闪存存储器的主要有哪些特性？答：MSP430闪存存储器的特性主要包括：（1）生成内部编程电压；（2）位、字节或字可编程擦除；（3）超低功耗操作；（4）支持段擦除和批量擦除；（5）可通过JTAG、ISP、BSL等编程；（6）工作电压为1.8~3.6V，编程电压为2.7~3.6V。简述MP430系列单片机时钟输入源。答：MP430系列单片机的时钟输入源主要包括：基本低频时钟系统（LFXT1CLK）、锁频环高频时钟系统（XT2CLG）和片内数字振荡器时钟系统(（DCOCLK）。如何设置MSP430系列单片机的工作模式以适用于超低功耗应用？答：MSP430系列单片机通过状态寄存器内的CPUOFF、OSCOFF、SCG0和SCG1控制位可配置出5种低功耗工作模式，如下表所示：工作模式控制位运行模式（AM）SCG1=0，SCG0=0，OSCOFF=0，CPUOFF=0低功耗模式0（LPM0）SCG1=0，SCG0=0，OSCOFF=0，CPUOFF=1低功耗模式1（LPM1）SCG1=1，SCG0=0，OSCOFF=0，CPUOFF=1低功耗模式2（LPM2）SCG0=1，SCG1=0，OSCOFF=0，CPUOFF=1低功耗模式3（LPM3）SCG0=1，SCG1=1，OSCOFF=0，CPUOFF=1低功耗模式4（LPM4）SCG0=X，SCG1=X，OSCOFF=1，CPUOFF=1MP430系列单片机可通过加电复位(POR)信号可通过哪些事件生成？答：POR是该单片机的复位信号，可通过下列事件生成：（1）单片机上电；（2）当配置复位模式时，引脚为低电平信号；（3）当PORON=1时，SVS为低电平。请简述MSP430系列单片机的电源电压监控器（supplyvoltagesupervisors，SVS）的主要功能。答：SVS的功能主要包括：（1）AVCC监控；POR的可选生成；（2）软件可访问的SVS比较器输出；（3）低电压条件下被锁存和自由软件访问；（4）有14个可选择的阈值；（5）外部通道管理外部电压。简述单片机最小系统的概念。答：单片机最小系统是指可以保证单片机工作的最简单系统，一般主要包括电源、晶振和复位电路等。第2章1.简述MSP430系列单片机的C语言中常量的类型。答：常量主要分为：整型常量、浮点型常量、字符型常量和字符串型常量。MSP430系列单片机的C语言常用的基本数据类型有哪些？答：MSP430系列单片机的C语言常用的基本数据类型有：int、short、long、float、double、char。简述运算符和表达式的联系。答：运算符是对数据进行运算的符号，而表达式则是通过运算符将常量、变量或函数组成的式子。简述C语言常用运算符的优先级。答：C语言常用运算符优先级为：算术运算符>关系运算符>逻辑运算符>赋值运算符，其中逻辑运算符中的“！”和位运算符中的“<<”与“>>”除外。复杂的表达式中，若有“()”、“[]”，则这类括号的优先级最高。简述开关语句的语法。答：开关语句是一种多分支的特殊条件语句，其与条件语句的多分支结构相比，开关语句的可读性较好。开关语句的语法是：当条件满足其某个分支条件case语句时，就执行其后的语句；若分支条件case语句都不满足时，则执行default后的语句。简述标准库函数的定义以及在程序种调用时的注意事项。答：标准库函数是编译系统建立的具有特定功能、调用参数和返回值的函数。此类函数一般不需要定义，但调用前需要在程序开始处包含库函数声明的头文件。指针与指针变量的区别是什么？答：C语言中，指针是用来存储数据的地址，它是访问数据的快捷方式，而不是直接存储数据，所以，通过指针可以快速地访问和操作其指向的数据。用一个变量来存放指针，这个变量称为指针变量。MSP430单片机C语言的程序控制语句主要包括哪些？答：MSP430单片机C语言的程序控制语句主要有三种基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。简述C语言中选择结构的概念。答：选择结构又称为分支结构或选取结构，其程序在执行过程中，会有多路分支组成，根据给定的条件进行判断，再根据判断结果来决定执行哪一条分支执行，而其他分支则被直接跳过。C语言中的两种选择结构语句为：条件语句if和开关语句switch。10.简述循环结构的定义及其分类。答：循环结构是指在给定条件成立的情况下，反复执行某一段代码，它是最能发挥单片机特长的程序结构之一，其主要格式有3种：for语句、while语句和dowhile语句。第3章1.简述MSP430单片机I/O端口的特点。答：以MSP430G2553单片机为例，I/O端口主要具有以下特征：（1）每个I/O端口可以进行字节操作，也可以独立进行位操作；（2）每个I/O引脚的输入和输出功能可以任意设置，组合使用；（3）每个I/O端口具有独立的控制寄存器；（4）每个I/O引脚具有一个可单独编程的上拉/下拉电阻；（5）P1和P2端口具有中断功能。2.简述MSP430单片机I/O端口的驱动能力，列举常见的提高I/O端口驱动能力的措施。答：以MSP430G2553单片机为例，每个I/O引脚允许的最大灌/拉电流为6mA，总电流不超过48mA。可见，MSP430430单片机的I/O口具有一定的带负载能力，但电流较小，驱动能力有限。当驱动大功率负载时（如电机），由于负载需要提供的电流（或电压）超过了单片机I/O引脚所能提供的最大电流（或电压），所以需要增加驱动电路，以提高单片机I/O端口的驱动能力。驱动电路一般采用三极管、MOS管等分立元件或现有IC芯片（如74LS06、74LS07、74LS245、74LS373、74HC573等）。3.如何初始化I/O端口的输入输出方向？答：用户可以通过设置方向控制寄存器PxDIR和输入寄存器PxIN（或输出寄存器PxOUT）中相应的位来选择I/O端口的输入输出方向。4.说明引脚上拉电阻和下拉电阻的作用，如何选择上下拉电阻？答：MSP430单片机I/O端口电路内置了上拉电阻和下拉电阻。上拉电阻的作用是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，当IO端口设置为输入状态时，它的常态为高电平。下拉电阻的作用是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平，当IO端口设置为输入状态时，它的常态为低电平。可通过设置上拉/下拉电阻使能寄存器PxREN用于控制上拉/下拉电阻是否开启，然后通过PxOUT寄存器设置电阻是上拉还是下拉。5.数码管静态显示和动态显示各有什么特点?分别用在什么场合？答：静态显示就是每个数码管的段码都单独由单片机的一个8位I/O端口驱动，而公共端根据数码管的类型连接VCC或GND。单片机只需要向I/O口输出需要显示的段码，数码管就可以一直显示对应的字符，并保持常亮状态。静态显示方式编程简单、显示稳定、亮度高、节约CPU时间，但每个数码管单独占用一个I/O端口，占用I/O端口资源较多。适合于数码管较少的场合。动态显示就是所有数码管的段码线并联在一起，由单片机的一个8位I/O端口驱动，而每个数码管的公共端则由各自独立的I/O线实现位选控制。每隔一段时间轮流点亮每位数码管，利用数码管的余辉效应和人眼的“视觉暂留”现象，通过控制每位数码管的点亮时间和间隔，就可以达到多位数码管“同时”显示的效果。采用动态显示的方式占用单片机的I/O端口资源较少、接口电路简单，功耗更低，但其编程稍显复杂，适合数码管应用较多的场合。6.如何利用I/O端口驱动数码管，从0~9循环显示？答：参考实验3.1。7.简述独立键盘和矩阵键盘的优缺点，以及各自的适用场合。答：独立键盘就是每个按键单独占用一根I/O口线，判别时相互之间互不干扰，其优点是电路配置灵活，按键判别容易，反应速度快，但按键较多时也会占用过多的I/O口资源，一般用于键少或操作速度较高的场合。矩阵按键就是按键位于行列交叉点上，占用I/O口线少，但判键速度慢，多用于设置数字键，常用于按键数目较多的系统设计中。8.简述按键出现抖动的原因以及消除抖动的常用方法。答：通常按键开关为机械弹性开关，在机械触点断开和闭合的瞬间都会伴随着一连串的抖动，一般持续5~10ms。由于单片机CPU的处理速度为微秒级，一次按键的闭合或释放可能造成单片机的多次响应，为了确保单片机对一次按键动作仅作一次处理，就需要消除“去抖”。消除按键抖动的方法主要有硬件和软件两种。硬件消抖就是采用RS触发器、并联电容、专用去抖芯片等硬件去除抖动，可用于按键较少、实时性较高的场合；软件消抖则是采用软件延时的方法，通过避开抖动时间段，先后两次对按键状态进行检测并确认9.设计一个数字时钟，采用6位数码管分别显示时、分、秒。略。10.设计一个花样流水灯控制系统，要求利用按键开关，控制流水灯的开始，暂停，模式切换和停止。略。第4章1.什么是中断？什么是中断系统？答：中断是指CPU在正常运行程序时，由于内部或外部发生了某个事件，需要CPU暂时中止正在执行的程序，转去执行该事件的处理程序，待处理完毕后再返回中断的地方继续执行原程序的过程。能够实现中断功能的软硬件系统成为中断系统。2.什么是中断源？MSP430单片机有哪些中断源？答：能够引起中断的事件或发出中断请求的信号源称为中断源。MSP430单片机中断源有系统复位中断源、不可屏蔽中断源和可屏蔽中断源。3.什么是单源中断？什么是多源中断？答：单源中断是指一个中断源独占一个中断向量；而多源中断是指多个中断源共用一个中断向量。4.对于多源中断，如何正确识别触发中断的中断源？答：为了区别出不同的中断源，单片机为每个中断源设置了一个中断标志位，通过检测中断标志位可以完成中断源的定位。5.简述MSP430单片机的中断处理过程。答：中断全过程一般包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个步骤。中断首先需要中断源发出中断请求，且CPU允许响应后才会发生。中断响应是从CPU接收一个中断请求开始至执行第一条中断服务程序指令结束。中断服务是指CPU执行中断服务程序的过程。当中断服务程序执行完毕后，需要返回到主程序断点处继续执行接下来的程序。6.MSP430单片机是如何设定中断优先级的？答：MSP430单片机中断的优先级是固定的，取决于该模块在连接链中的排序。约靠近CPU/NMIRS端，模块的中断优先级越高；反之，距离CPU/NMIRS端越远，模块的中断优先级越低。7.中断服务函数有哪些特点？答：中断服务函数是一个特殊的函数，没有输入参数和返回值，不能被其他函数调用。中断服务函数具有固定的定义格式。8.MSP430G2系列单片机哪些端口具有中断功能？答：MSP430G2系列单片机的P1和P2端口具有中断功能。9.MSP430G2系列单片机中，与中断有关的I/O端口寄存器有哪些？答：与中断有关的I/O端口寄存器有中断允许寄存器PxIE、中断沿选择寄存器PxIES和中断标志寄存器PxIFG 。10.结合外部中断仿真实验，简述I/O端口用作输入时，若采用外部中断方式，需要进行哪些初始化设置？答：外部中断方式初始化设置包括：方向控制寄存器PxDIR、输出寄存器PxOUT、中断允许寄存器PxIE、中断沿选择寄存器PxIES和中断标志寄存器PxIFG。11.设计一个按键计数系统，要求采用外部中断进行按键控制，计数结果通过2位数码管显示。略。第5章1.MSP430单片机有哪些定时器资源？答：MSP430单片机定时器资源有：定时器A（Timer_A）、看门狗定时器（WDT）、定时器B（Timer_B）、基本定时器（BasicTimer1）、实时时钟（RTC）等。不同型号的单片机定时器资源略有差异。2.简述定时器A的结构和特点。答：定时器A（Timer_A）由一个16位的定时器/计数器（TimerBlock）和多个捕获/比较模块（CCRx）构成，具有定时、捕获/比较和PWM输出等功能。定时器A主要有以下特性：（1）具有16位计数器，4种计数工作模式；（2）多种可选的计数时钟源：低速时钟ACLK、高速时钟SMLCK和外部时钟；（3）具有多个可配置输入端的捕获/比较寄存器；（4）支持多时序控制，多个捕获/比较功能以及多种输出波形（PWM）；（5）具有中断服务功能：当定时时间到或满足捕获/比较条件下，将触发定时器A中断；（6）具有8种输出方式的多个可配置输出单元。3.定时器A有几种工作模式？试说明其异同点。答：定时器A计数器功能是对输入的时钟脉冲进行计数，共有4种工作模式：停止模式、增计数模式、连续计数模式和增/减计数模式。停止模式下定时器A暂停计数；增计数模式下，计数器从0开始增计数直到TAxCCR0，然后从0开始重新计数；连续计数模式下，计数器从0开始增计数直到0xFFFF，又从0开始重新计数。增/减计数模式下，计数器先从0增计数到TAxCCR0的值，然后再减计数到零，如此循环。4.定时器A有几个中断源和几个中断向量？它们的对应关系是什么？答：定时器A有4个中断源，分别是定时器溢出中断，捕获/比较寄存器TAxCCR0中断、捕获/比较寄存器TAxCCR1中断、捕获/比较寄存器TAxCCR2断。定时器A共有2个中断向量，分别是：TIMERx_A0_VECTOR和TIMERx_A1_VECTOR。其中，捕获/比较寄存器TAxCCR0中断较为特殊，单独占用中断向量TIMERx_A0_VECTOR，为单源中断，具有最高优先级；而定时器溢出和捕获/比较寄存器TAxCCR1、捕获/比较寄存器TAxCCR2三个中断共享中断向量TIMERx_A1_VECTOR，属于多源中断。5.利用定时器A如何实现比较功能？答：设置寄存器TAxCCTLn中CAP=0，使定时器A中捕获/比较模块工作在比较模式。然后设置TAxCCRn的值，由比较器不断地与主计数器TAxR的值进行比较。6.利用定时器A如何实现捕获功能？答：设置寄存器TAxCCTLn中CAP=1，使定时器A中捕获/比较模块工作在捕获模式；设置主计数器为连续计数模式；由捕获方式控制位CM1和CM0选择信号捕获的条件；由控制位SCS选择确定捕获时刻与定时器时钟是否同步。7.简述定时器A的输出模式。答：定时器A中每个捕获/比较模块都包含一个输出单元，用于产生各类输出信号，如单稳态脉冲波、PWM波、移相波等。输出单元主要由输出控制单元和D触发器构成，输入信号来自于计数器模块和比较单元的EQUn信号，输出信号OUTx由单片机引脚输出。每个输出单元有8种输出方式，由控制寄存器TAxCCTLn中的控制位OUTMODx选择。每种输出方式基于EQUn信号自动改变定时器输出引脚的输出电平，从而在无须CPU的干预下产生对应的输出信号。8.简述看门狗定时器的结构和原理。答：MSP430系列单片机内部集成了看门狗定时器。看门狗定时器主要由时钟选择逻辑单元、看门狗计数器、口令比较器、看门狗控制寄存器、中断产生逻辑单元等构成。看门狗电路具有SMCLK和ACLK两种时钟源，通过一个16位加法计数器WDTCNT对SMCLK或ACLK时钟源产生的周期信号进行计数，有四种计数周期可选。WDTCNT不能直接通过软件访问，必须通过看门狗定时器的控制寄存器WDTCTL来控制。如果应用程序不需要看门狗功能，可将其关闭，也可用作一个普通的8位定时器使用。9.看门狗定时器有几种工作方式？试说明其不同之处。答：看门狗定时器有2种工作模式：看门狗模式或定时器模式。看门狗模式下，用户需要周期性地对WDTCNT寄存器清零，防止WDT溢出产生复位。在定时器模式下，定时时间可通过软件对WDTCTL寄存器中WDTCNTCL置位并进行初始化，一旦WDT定时时间溢出，即产生中断，此时看门狗定时器用作一般定时器。10.设计一个60S倒计时器，采用两位数码管显示，要求使用定时器A作为秒计时器。略。11.利用定时器A输出周期为20ms，占空比分别为75%和20%的PWM矩形波。略。第6章1.简述并行通信和串行通信的特点，以及各自的适用场合。答：并行通信是指使用多条数据线同时传输数据字节的各个位。该方式传输速度非常快，但使用传输线较多，传输成本较高，一般适合于短距离的数据传输，例如：单片机内部各部件的数据传输。串行通信是指使用一条数据线，将数据字节一位一位依次进行传输。相比并行通信，串行通信方式传输速度慢、占用I/O口线少，特别适合于单片机与单片机、单片机与外设之间的远距离通信。2.简述异步串行通信和同步串行通信的异同点。答：异步通信是以字符为单位进行传输，字符与字符之间的传输间隔是任意的，同一字符内的各数据位保持同步。同步通信是以数据块（一组字符）为单位进行传输，字符与字符之间传输无间隔。3.MSP430系列单片机中有哪几种串行通信接口？答：MSP430系列单片机具有三种串行通信接口：USI模块、USART模块和USCI模块。4.什么是USCI？USCI模块支持哪几种串行通信模式？答：USCI是MSP430单片机通用串行通信接口的新标准。USCI模块支持UART、SPI、I2C通信、IrDA和LIN等通信。5.简述USCIUART模式的主要特点。答：USCIUART模式的主要特点有：（1）采用奇偶校验或无校验的7位或8位数据传输；（2）具有独立的发送和接收移位寄存器；（3）具有独立的发送和接收缓冲寄存器；（4）最低有效位(LSB)优先或最高有效位(MSB)优先发送和接收数据；（5）多机模式下内置空闲线和地址位通信协议；（6）接收起始位触发边沿检测从LMPx模式中自动唤醒；（7）可编程分频因子为整数或小数的波特率；（8）具有错误检测和抑制的状态标志；（9）具有地址检测的状态标志；（9）具有独立接收和发送中断的能力。6.USCIUART模式下波特率如何设置？答：（1）低频模式中，波特率发生器使用一个预分频器和一个调制器产生位时钟时序。对于一个给定的BRCLK时钟源，使用的波特率决定了所需的分频系数N：分频系数的整数部分由预分频器实现（INT为取整）：UCBRx=INT(N)小数部分由调制器实现（round为四舍五入取整）：UCBRSx=round((N-INT(N))×8)（2）过采样模式下，使用一个16分频器和调制器来产生比BITCLK快16倍的BITCLK16；再将BITCLK16通过第二个16分频器和调制器产生BITCLK。分频器被设置为：UCBRx=INT(N/16)调制器被设置为：UCBRFx=round((N/16)-INT(N/16))×16)7.USCIUART模式支持哪几种多机模式？各自特点是什么？答：USCI支持两种多机通信模式：线路空闲多机模式和地址位多机模式。空闲多机模式下，数据的传输是以字符块的形式进行的，每个字符块至少包括一个地址字符和一个数据字符，数据块之间被较长的空闲时间分开。地址位多机模式下，数据的传输也是以字符块的形式进行，字符包含一个附加的位作为地址标志。8.什么是SPI？简述USCISPI通信的特点。答：串行外设接口（SerialPeripheralInterface，SPI）是Motorola公司提出的一种同步串行通信总线，它可以使单片机与各种外围设备以串行的方式实现数据的交换。USCISPI通信的特点包括：（1）7位或8位传输数据长度；（2）最低有效位(LSB)优先或最高有效位(MSB)优先发送和接收数据模式；（3）3线和4线SPI控制；（4）具有主机模式或从机模式；（5）独立的发送和接收移位寄存器；（6）独立的发送和接收缓存寄存器；（7）支持连续发送和接收操作；（8）可选的时钟极性和相位控制；（9）主机模式下，可编程的时钟频率；（10）独立的接收中断和发送中断功能；（11）从机模式可工作于LPM4低功耗模式。9.USCISPI有几种工作模式？如何配置？答：USCISPI有主机模式和从机模式。通过设置USCI_A0/USCI_B0控制寄存器0中的UCMST控制位进行配置。当控制位UCMST=1时，USCI模块工作在SPI主机模式；当控制位UCMST=0时，USCI模块工作在SPI从机模式10.什么是I2C总线？其有什么特点？答：I2C（Inter-IntegratedCircuit）总线是由Philips公司开发的一种双向同步串行总线。它只需要两根线，就可以实现器件之间数据的交换和传递。I2C总线具有接口线少、控制简单、通信速率高等优点，常用于微控制器和外围设备之间的通信。11.简述USCII2C模式的逻辑结构和原理。答：I2C模式下USCI模块主要包括I2C接收部件、I2C状态机、I2C发送部件和I2C时钟发生器四个部分。I2C时钟发生器用于产生I2C通信所需的串行同步时钟UCxSCL信号。I2C发送部分用于I2C协议下的数据发送工作，主要包括发送缓冲寄存器（UCB0TXBUF）、发送移位寄存器和从机地址寄存器（UCB0I2CSA）三个部分。I2C接收部分可以自动检测I2C总线上的信号。主要包括接收缓冲寄存器（UCB0RXBUF）、接收移位寄存器和主机地址寄存器（UCB0I2COA三个部分。I2C状态机用于控制和查询当前通信过程中的状态信息，主要反应在状态寄存器的各个控制位中。12.说出USCII2C串行数据格式。答：I2C串行通信标准的数据格式包括起始信号、从设备地址、数据传输和停止信号4个部分。起始和停止信号是由主机产生。当SCL时钟线为高电平时，SDA数据线上由高电平至低电平的跳变将产生起始信号。主机发送一个起始信号后，启动一次I2C通信。I2C总线上传输的数据以字节为单位，最高有效位优先。传输的第一个字节由7位从机地址和1位读写标志位组成。当=0时，主机向从机发送数据。当=1时，主机接收数据。每次传输完一个字节数据后，从机需要向主机发送一个特定的低电平脉冲以表示接收到数据，该低电平位于第9个SCL时钟上，即为应答信号ACK。当SCL时钟线为高电平时，SDA数据线上由低电平至高电平的跳变将产生停止信号。全部数据传输结束后，由主机发送停止信号，结束通信。13.USCII2C有几种工作模式，如何配置？答：在I2C模式下，USCI模块可以工作于主机模式或从机模式。当UCMODEx=11、USCYNC=1、UCMST=1时，USCI模块工作于I2C模式下的主机模式；当UCMODEx=11、USCYNC=1、UCMST=0时，USCI模块工作于I2C模式下的从机模式。14.简述UART、SPI、I2C三种通信方式的异同点。答：UART为异步串行通信，一般由TXD、RXD、GND三根线组成，不需要时钟线，收发双方需要提前约定对应的波特率，速度较慢；I2C是一种半双工同步通信，采用1根数据线和1根时钟线实现数据传输。SPI是一种全双工同步通信，通常采用2根数据线、1根时钟线以及1根片选线实现数据传输，速度快。I2C和SPI通信都需要统一的时钟线。第7章1.MSP430系列单片机比较器A+有哪些部分组成？其主要功能是什么？答：比较器A+由8个输入通道（CA0~CA7）、模拟电压比较器、参考电压发生器、输出滤波器和一些控制单元组成。主要功能是通过比较模拟电压同相端“+”和反相端“-”两个输入端电压的大小，然后设置输出信号CAOUT的值。如果V+>V-，CAOUT输出高电平；反之，CAOUT输出低电平。2.比较器A+的特点主要有哪些？答：比较器A+的特点主要包括：（1）同相端和反相端输入多路复用；（2）软件选择RC滤波器作为比较器输出；（3）输出可用作定时器A的捕获输入；（4）软件控制端口输入缓冲；（5）具有中断能力；（6）可选择的参考电压发生器；（7）比较器和参考电压发生器支持低功耗。3.描述用户对比较器A+操作的基本流程。答：用户可以通过软件配置，实现对比较器A+的操作，基本操作流程如下：（1）打开比较器单元；（2）打开参考电压发生器单元（若比较器的输入信号全为外部输入，则可关闭该单元）；（3）选择相应输入信号连接到比较器的输入端口；（4）选择配置相关寄存器；（5）使能中断信号（若需要）；（6）读取比较输出信号。4.比较器A+输出是否要选择滤波器？原因是什么？如何设置？答：比较器A+输出需要选择滤波器，原因是比较器输出的振荡会降低比较结果的精度和分辨率，选择输出滤波器可以减少由比较器振荡产生的误差。通过设置控制位CAF=1时，比较器输出通过一个片上电阻电容(RC)滤波器进行滤波。5.比较器A+是否具有中断能力？若有，中断向量和中断标志位分别是什么？答：比较器A+具有中断能力，比较器A+中断向量为COMPARATORA_VECTOR，中断标志位是CAIFG。6.结合电压检测系统设计实例，说明比较器A+如何进行初始化配置。略。第8章1.为什么要进行模数转换？答：单片机在控制、检测等领域应用广泛，其检测和控制对象常常是一些连续变化的物理量，如温度、湿度、压力、速度等，这些物理量由传感器转换为模拟电压信号或模拟电流信号。由于单片机是一个典型的数字系统，不能直接处理模拟信号。因此，需要通过模数转换器（ADC）将模拟信号转化为数字信号供单片机处理和控制。2.模数转换的基本原理是什么？答：模数转换一般包括采样、保持、量化和编码四个步骤。采样就是将输入的连续信号实现时间上的离散化，即按照一定的时间间隔采集信号的瞬时值。由于输入信号的幅度是不断变化的，而模数转换需要一定的转换时间，转换期间内采集的样值不能改变，因此，需要将采样值保持一段时间，直至下一次采样，这个过程叫作保持。采样和保持功能是由采样保持电路实现的。量化就是将连续的幅度值按量化单位取整，变为有限数量的离散值。将量化后的结果按一定的数制形式表示出来，以作为转换后的数字量输出，该过程即为编码。3.常用的模数转换的类型有哪些？各有什么特点？答：ADC常见类型有：一类是直接型ADC，将输入的电压信号直接转换成数字代码输出，不需要经过中间任何变量，常用的有逐次逼近型ADC、并行比较型ADC等；另一类是间接型ADC，将输入的电压转换成某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等)，然后再将这个中间量变成数字代码输出。常用的有双积分型ADC、Σ-Δ型ADC、V/F型ADC等。4.衡量模数转换性能的指标有哪些？其含义是什么？答：衡量ADC性能的主要指标为转换精度和转换速度，其中，转换精度由分辨率和量化误差来描述。（1）分辨率是指ADC能够分辨的输入模拟信号的最小变化量，与ADC的位数有关；（2）量化误差是指用有限数字对模拟输入量进行离散量化所引起的误差，它表示ADC实际输出的数字量和理论上输出的数字量之间的差别；（3）转换速度是指完成一次模数转换所需时间的倒数。转换时间越短，转换速度越快。5.简述MSP430G2系列单片机中ADC10模块的结构组成和原理。答:MSP430G2系列单片机中ADC10模块主要由ADC内核、16路模拟输入开关、参考电压模块、转换时钟模块、采样时钟模块、数据传输控制器等构成。ADC内核由一个采样保持电路和10位逐次逼近型（SAR）转换器组成。采样保持电路的作用是对输入的高速信号进行瞬时采样时，ADC保持当前采样结果不变，直至转换完成，以确保ADC转换过程中信号的稳定。ADC转换器将输入的模拟量转换成10位数字量，并存储在ADC10MEM寄存器中。ADC模块支持8个外部通道输入和4个内部通道