数字电子基础技术应用 8

编程语言及CCS简介

（如果有学生已完成“跑马灯”项目，且PPT经过老师修改完善，可以先安排学生翻转课堂，然后根据学生讲的情况，补充介绍基本概念）西安交通大学电气工程学院宁改娣回顾总计MCU内部结构框架2026/1/30掩膜ROM、SRAM、Flash等CPU是微处理器的大脑，位数和主频是主要指标。指令像大脑的思维与神经系统，指挥系统的硬件工作。CPU结构后续介绍！（不知道也可用）主要内容CPU的指令集机器语言汇编语言高级语言CCS简介参考第14章软件系统和编程语言2026/1/30软件的重要性基于CPU的电子设备能够提供比FPGA更灵活的工作模式，可以通过修改指令，改变系统的操作方式。如果说硬件是物质基础，软件则是灵魂。实现软、硬件有机结合，协同工作，是开发这些电子设备的前提。2026/1/30CPU的指令集CPU的指令集合是CPU功能的体现——分两大类：“ComplexInstructionSetComputer”，CISC即复杂指令系统计算机——比如，命令某人吃饭：“吃饭”——CPU执行一串吃饭动作，“吃菜”？指令多结构就复杂。常用指令可能20%。IntelX86，AMD，Motorola68K，TI和IBM部分处理器至今使用CISC。“ReducedInstructionSetComputer”，RISC即精简指令集计算机——比如，“洗手，盛饭，端菜.”ARM是RISC代表，TIC2000系列，IBMPowerPCCISC和RISC正逐步融合，如Nx586，K5等，对使用者了解即可。编译工具会将C程序指令翻译为对应CPU的指令集包含的微指令。2026/1/30CPU的指令集MSP430的CPU是字长为16位的RISCCPU。应用者了解即可。2026/1/30机器语言——原生码（Native

Code）机器语言是用二进制代码表示的指令集合、CPU能直接识别和执行。语法结构包含操作码和操作数：功能和性质→←地址数或运算数2026/1/30操作码操作数…不同系列的CPU语言不同：比如，要将一个立即数20H传送给CPU的累加器，以下三种处理器的机器语言为：Intel8085：

0011111000100000IntelMCS-51：

0111010000100000MotorolaM68HC08：

1010011000100000不同厂家甚至同一厂家不同系列处理器机器语言都不同。汇编语言汇编语言是利用与机器语言代码实际功能含义相近的英文缩写词（常称为助记符）、字母、数字等符号来取代指令代码编写程序，亦称为符号语言。语法：[标号:]操作码助记符[第一操作数][,第二操作数][;注释]比如，同样将一个立即数20H传送给CPU的累加器，以下三种不同处理器对应的汇编指令如下：Intel8085： MVIA，20H IntelMCS-51： MOVA，#20H MotorolaM68HC08： LDA#%00100000汇编语言也是面向机器的一种低级语言，移植性差。2026/1/30MSP430双操作数指令了解机器语言是用二进制代码表示的指令集合、CPU能直接识别和执行。语法结构包含操作码和操作数：2026/1/30高级语言（C与汇编混合编程！√√）高级语言是一种与我们的自然语言相近并为计算机所接受和执行的编程语言，是面向用户而不是面向机器的语言。比如，count=2+3//无需关心底层硬件。移植性强。编译器的代码效益越来越好，CPU时钟频率也越来越高，使C语言广泛使用。2026/1/30C语言入门对单片机进行编程实际上就是改写寄存器的值。单片机各个外设的功能其实是预先固定的，而控制寄存器就像是这些功能的控制接口，通过改变寄存器的值就可以在这些功能中进行选择。还有一些寄存器直接对应引脚的状态，例如GPIO的输入/输出寄存器。P1OUT=0x01实际上是把P1.0赋值为1，P1.1-P1.7赋值为0。但实际上经常只需要对个别位操作。2026/1/30MSP430的位操作在对某字节使用“=”进行写操作时，所有位的值都将被改变。如果先将原字节读出来，再使用按位操作符对原字节进行赋值，则可“等效”实现对单个位的写操作。下面举例说明MSP430中最重要的3个写位操作语句。例：将P1.0置1，P1.1置0，P1.2取反，不影响其他位。P1OUT|=0x01;//按位“或”，相当于置1P1OUT&=~0x02;//取反后再按位“与”，相当于置0P1OUT^=0x04;//按位“异或”，相当于取反2026/1/30在CCS新建工程时，都会包含“MSP430.h”，这个头文件其实相当于一个目录，会根据当前工程所选的芯片型号链接到对应的头文件，例如MSP430G2553芯片就会链接到“MSP430G2553.h”。这些头文件都在“C:\ti\ccsv5\ccs_base\msp430\include”目录下，其中包含了许多宏定义，利用这个宏定义可以帮助我们用更直观的方式来写寄存器，不用每次都把要写的值换算成16进制了。例如MSP430G2553.h中有如下宏定义：#defineBIT0(0x0001)#defineBIT1(0x0002)#defineBIT2(0x0004)#defineBIT3(0x0008)#defineBIT4(0x0010)2026/1/30P1OUT|=0x01;//按位“或”，相当于置1P1OUT&=~0x02;//取反后再按位“与”，相当于置0P1OUT^=0x04;//按位“异或”，相当于取反就可以改为：P1OUT|=BIT0;//按位“或”，相当于置1P1OUT&=~BIT1;//取反后再按位“与”，相当于置0P1OUT^=BIT2;//按位“异或”，相当于取反也可以用加号对多位同时操作。例如要将P1.0、P1.1、P1.2均置1，不影响其他位，可以写：P1OUT|=BIT0+BIT1+BIT2;2026/1/30读位操作读位操作主要是通过if语句判断的方式得到的。同样，这种变通的方法不意味着MSP430单片机可以对位进行读取，这种方法同样需要对1个字节的8位都操作。例：将P2.0的输出设置成P1.1输入相反，读取P1.0输入状态到变量temp：unsignedchartemp=0;if((P1IN&BIT1)==0)P2OUT|=BIT0;//读P1.1写P2.0elseP2OUT&=~BIT0;if(P1IN&BIT0)temp=1;//读P1.0写tempelsetemp=0;2026/1/30MSP430寄存器的宏定义配置方法例如下图中给出了BCSCTL2寄存器中DIVMx控制位的位置，下方代码中给出了MSP430头文件中DIVMx的宏定义。图中rw-0表示该位可读可写，复位后初始值为0。2026/1/30MSP430寄存器的宏定义配置方法这个8位寄存器中的DIVMx是用来控制MCLK的分频系数的，分频系数依次为1/2/4/8。例如我们要设置MCLK的时钟8分频，下列3条代码均可实现该功能：2026/1/303.6开发环境CCS使用硬件电路+软件编程+集成开发环境集成开发环境(IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE)不同厂家处理器有不同的IDE软件都是基于工程的概念，管理编辑文件、翻译、调试等MSP430可以用TI公司CCS（CodeComposerStudio）开发，见教材的14.6节。磨刀不误砍柴工！！！2026/1/3019CCS的基本界面DSP/BIOS工具条项目浏览窗当前工程编译工具条当前编辑的源文件主菜单调试工具条编辑窗图3.6.1CCS集成开发环境的工作界面

进入界面很简单，要设置，有图形，可以保存2026/1/30图3.6.3TMS320C28x的C/C++语言程序开发流程2026/1/30汇编语言源文件CCS源文件编辑及代码生成过程File Edit View Project Options

C

sourceASMsourceHeaderandIncludefilesCompilerandAssemblerLinker.map.outProjectmanagesanautomaticmakefile

BuildLibrariesCommandfileIntegratedEditorSeparateEditorCCS.out文件下载及调试FileEditViewProjectDebugProfilerOptionOutputwindowGraphicalDisplaysMemorybufferMemoryDisplaysCPURegistersRun/AnimateStepIn/Over/OutBreakPointsWatchWindowsMonitorCPUconsumptionOptimizecodeLoad.OUTexecutableontotheDSPProbePointsFILEI/OSIMDSKEVMThirdPartyXDSDSPBoardJTAGTest/Emulation低通滤波器输入信号、输出时域与频域图形

课外作业2-1安装CCS软件（实验室6.2版）建立工程文件，编写跑马灯C语言程序！完成实验，掌握软件调试方法。软件开发往往需要处理器结构的一些细节，编程和调试花费时间也很多——也是需要训练提高的技能。2026/1/30准备第一次翻转课堂内容每次可以多个组分别介绍之前的不同作业内容①CCS下载、安装、存在问题

②硬件最小系统、时钟模块、GPIO原理介绍③看门狗状态，跑马灯实验和结果展示一定要清楚原理后再上电！2026/1/30翻转课堂要求1）熟悉相关内容、实验、准备PPT、录制演示视频等2）讲课前两天将PPT发我邮箱（nancy@）3）讲课之后将最终PPT、工程文件、总结报告发我邮箱4）总结报告：组长写出各人详细分工和建议成绩（0~5），每个成员写出自己的实验体会，遇到问题以及解决方法等。翻转课堂与开放实验一样对待。5）每组可以做多个翻转课堂内容。2026/1/30end2026/1/30Grace使用介绍电气71