第一章MSP430单片机概述介绍

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MSP430单片机

» 功耗进一步降低单片机的内核进一步为低功耗优化，MSP430待机电流0.8uA，和电池自然漏电相似。
» 开发环境的发展开发语言从汇编发展成为C、PLM等高级语言，并且开发工具提供操作系统，简化程序的编写。
单片机系统的开发流程
硬件准备
编写源代码
修改程序软件不满意
仿真调试
修改硬件
硬件不满意
满意？
USB，ADC McBSP，SPI，I2C
音频，语音医疗，生物统计学
$3.00 to $10.00
软件及开发工具
什么是MSP430？
MSP430系列单片机是美国Texas Instruments (TI) 从 1996年开始推向市场的一种16位 RISC 架构、超低功耗的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。
MSP430单片机开发方便
嵌入式仿真器不占用软件资源
MSP430全系列产品
MSP430X1XX 系列 MSP430X2XX 系列 MSP430X4XX 系列 MSP430X5XX 系列 MSP430X6XX 系列
第二部分 MSP430单片机结构与指令系统
主要内容
增强了MSP430要功能部件2
存储器：存储程序、数据以及外围模块的运行控制信息。有程
序存储器和数据存储器。对程序存储器访问总是以字形式取得代码，而对数据可以用字或字节方式访问。其中 MSP430各系列单片机的程序存储器有ROM、OTP、 EPROM、FLASH和FRAM型。
PIC增强系列
Microchip公司的PIC单片机推出来在市场上取得了巨大的成功，目前成为世界上销量最大的单片机。Microchip公司在不断的推出增强的PIC内核，指令宽度从12、16位提高到目前的18、24、 30位，运行速度不断的提高，同时Microchip公司不断的推出集成更多外设的新品种。

第1讲 MSP430单片机概述及开发环境

位操作运算符 & 说明举例
| ^ ~ <<
>>
若 P1 端口输出寄存器 P1OUT=00001111 ，则执行按位相与，均为1时，结果为1 P1OUT=P1OUT&111111110;语句后，P1OUT=00001110，即把最后一位输出拉低，其余位不变。若 P1OUT=00001111 ，则执行按位相或，有1则结果为1，均为0时结果 P1OUT=P1OUT|10000000; 语句后， P1OUT=10001111 ，为0 即把第一位输出拉高其余位不变。按位异或，两个变量相同时，结果为0；若 P1OUT=00001111 ，则执行两个变量不同时，结果为1 P1OUT=P1OUT^00111100; 语句后， P1OUT=00110011 。若P1OUT=00001111，则执行P1OUT=~P1OUT;语句后，按位取反，1取反后为0；0取反后为1 P1OUT=11110000。左移，把第一个变量的二进制位左移第二个变量指定的位数，其左移出的数据丢若a=00100010，则执行a<<2;语句后，a=10001000。弃，变量右侧补“0” 右移，把第一个变量的二进制位右移第二个变量指定的位数，其右移出的数据丢若a=00100010，则执行a>>2;语句后，a=00001000。弃，变量左侧补“0”
符号
> >= ==
含义
大于大于等于等于
设：a=4,b=5
a>b 返回值0 a>=b 返回值0 a==b 返回值0
<
<= !=
小于
小于等于不等于
a<b 返回值1

1_第1章 MSP430单片机入门基础

• 在EW430调试状态下，View 菜单里面提供了功能丰富的查看功能(见图1.2.6)： • 1)在线查看变量。 2)通过菜单View->Watch打开观察窗。 3)通过菜单View->Register 打开寄存器窗。 4)通过菜单View->Disassembly打开反汇编窗。 5)通过菜单View->Call Stack打开调用关系窗。 6)通过菜单View->Stack打开堆栈窗。 7)通过菜单View->Memory打开内存窗。
1.3 MSP430单片机C语言基础
1.3.1 1.3.2 1.3.3 变量数学运算位操作
1.3.4 1.3.5 1.3.6
1.3.7
寄存器操作中断内部函数
库函数
1.3.1 变量
图1.3.1 C语言、编译器和机器码之间的关系
1.3.1 变量
表1.3.1 C430中变量类型
1.3.2 数学运算
1.6.4 1.6.5 1.6.6
风格一致性注释宏定义
1.6.1 变量命名规则
变量名尽量使用具有说明性的名称，避免使用a、 b、c、x、y、z等无意义字符。使用范围大的变量，如全局变量，更应该有一个说明性的名称。变量名尽量使用名词，长度控制在1～4个单词最佳。
1.6.2 函数命名规则
和变量一样，函数名称也应具有说明性。函数名应使用动词或具有动作性的名字，后面可以跟名词说明操作对象。
MSP430单片机的CPU没有乘法、除法指令，乘除操作会被编译器转换成移位和加法来实现。如果乘除的数值刚好是2的幂，可以用移位直接替代乘除法，运算速度会提高很多。
1.3.3 位操作
位操作指令大部分存在于早期速度不高的CISC处理器上(以8051为代表)，以提高执行效率，弥补 CPU运算速度的不足。目前几乎所有的RISC型处理器都取消了位操作指令，MSP430单片机也不例外。

第一章MSP430单片机概述

第一章MSP430单片机概述MSP430是一种低功耗、高性能的单片机，由德州仪器（Texas Instruments，TI）公司开发。

它采用了超低功耗的电源管理技术，使其在电池供电下能够持续运行数年之久。

MSP430单片机适用于许多应用领域，包括消费电子、医疗设备、工业自动化、智能家居和传感器网络等。

MSP430单片机的核心是RISC架构的16位处理器，具有较小的指令集，运行速度快，并且能够以较低的能耗完成各种任务。

它采用了哈佛结构，具有16位的定长指令格式，有着高效的编码能力。

此外，它还具有多种中断机制，可以快速响应外部事件或实现多任务操作。

MSP430单片机提供了多个不同的系列，以适应不同应用场景的需求。

不同系列的MSP430单片机在处理器速度、内存容量和外设接口等方面有所差异。

其中，MSP430F系列适用于通用应用，而MSP430G系列适用于低成本和功耗敏感的应用。

此外，MSP430FR系列还具有非易失性存储器，可以在掉电情况下保留数据。

MSP430单片机具有丰富的外设接口，包括通用IO口、模拟输入输出、时钟控制器、串口通信、定时器和比较器等。

这些外设接口使得MSP430单片机能够灵活地与其他设备进行通信，并实现多种功能。

MSP430单片机在低功耗方面具有很大优势。

它采用了多种省电技术，包括多级电源管理、动态电压调节和片上电源管理单元等。

这些技术使得MSP430单片机在待机和运行模式下的功耗都非常低，能够更好地满足移动设备和电池供电设备的需求。

总的来说，MSP430单片机是一种低功耗、高性能的单片机，具有丰富的外设接口和完善的开发工具链。

它适用于多种应用领域，可以满足不同需求的设计要求。

随着物联网的快速发展，MSP430单片机的市场前景十分广阔，并且将继续发挥重要作用。

msp430单片机入门知识

1.1.2 430单片机的特点
采用冯∙诺依曼结构（普林斯顿结构），程序指令存储器和数据存储器统一编址。
举例：实现存储器中两数据相乘，要经过3个步骤，通过总线取两个数据和取出指令（干什么）到。
如果是哈佛结构，数据总线和指令总线分开。 430可以在里跑程序，加上具有控制器，可实现
1.3.2 数学运算
尽可能避免浮点数运算。
运算慢、非常慢。占用多。
所以应尽量避免使用浮点数。
防止定点数溢出。
x;
a;
*1000和1000都是型，a>65溢出
应改为
*(1000)
或
()a*1000
小数的处理例如，温度的最后计算公式为： *1.32/1.25-273 为避免浮点数可改为：（）*132/125-273 如需保留1位小数，则：（）*1320/125-2730 扩大10倍程序中加上明确注释在显示时，将小数点移位即可减小乘除法取平均时，尽量取2、4、8等2次幂，这样可以
1.1.1 430单片机的应用前景
便携设备，高集成度、小型化。野外安置的终身电池设备。无需额外供电的自供电设备。高精度测量、控制领域。当普通单片机用。
1.1.2 430单片机的特点
多时钟系统时钟、功能模块时钟、休眠唤醒时钟软件设置时钟 16位处理器，单指令周期模块化结构各模块完全独立，不需要干涉避免了与外部模块复杂的数据通信学会最贵的430，等于会用了全系列430
2.0置高
P1 (123) 1.1 P1.2 P1.3置低
精简指令处理器如何读口？
；
(P15)0)
P2 0;

430单片机简介

430单片机简介MSP430 系列是一个16 位的、具有精简指令集的、超低功耗的混合型单片机，在1996 年问世，由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。

回忆MSP430 系列单片机的发展过程，可以看出有这样三个阶段：开始阶段从1996 年推出MSP430 系列开始到2000 年初，这个阶段首先推出有33X 、32X 、31X 等几个系列，而后于2000 年初又推出了11X 、11X1 系列。

MSP430 的33X 、32X 、31X 等系列具有LCD 驱动模块，对提高系统的集成度较有利。

每一系列有ROM 型（ C ）、OTP 型（P ）、和EPROM 型（E ）等芯片。

EPROM 型的价格昂贵，运行环境温度范围窄，主要用于样机开发。

这也表明了这几个系列的开发模式，即：用户可以用EPROM 型开发样机；用OTP 型进行小批量生产；而ROM 型适应大批量生产的产品。

2000 年推出了11X/11X1 系列。

这个系列采用20 脚封装，内存容量、片上功能和I/O 引脚数比较少，但是价格比较低廉。

这个时期的MSP430 已经显露出了它的特低功耗等的一系列技术特点，但也有不尽如人意之处。

它的许多重要特性，如：片内串行通信接口、硬件乘法器、足够的I/O 引脚等，只有33X 系列才具备。

33X 系列价格较高，比较适合于较为复杂的应用系统。

当用户设计需要更多考虑成本时，33X 并不一定是最适合的。

而片内高精度A/D 转换器又只有32X 系列才有。

寻找突破，引入Flash 技术随着Flash 技术的迅速发展，TI 公司也将这一技术引入MSP430 系列中。

在2000 年7 月推出F13X/F14X 系列，在2001 年7 月到2002 年又相继推出F41X 、F43X 、F44X 这些全部是Flash 型单片机。

F41X 单片机是目前应用比较广的单片机，它有48 个I/O 口，96 段LCD 驱动。

第1讲 MSP430单片机概述及开发环境

逗号运算符的作用是把几个表达式串在一起，成为逗号表达式，其格式为“表达式1，表
达式2，……，表达式n”，运算顺序为从左到右，整个逗号表达式的值是最右边表达式的值。强制类型转换运算符的作用是将一个表达式或变量转换成所需类型，符号为“()”。例如，(int)a是将a转换为整型；(float)(a+b)是将a+b的结果转换为浮点数。
注意：在C430中，标识符的命名应该做到简洁明了、含义清晰，这样便于程序的阅读和维护。例
如，在比较最大值时，最好使用max来定义该标识符；在片内模块初始化函数部分，函数命名后面尽
量加上_init，如ADC12_init()表示ADC12模块初始化函数。
2.1 MSP430单片机C语言基础
2．关键字关键字是一种具有特定含义的标识符，由于系统已经对这些标识符进行了定义，程序就不能再次定义，需要加以保留。用户不能将关键字用作自己定义的标识符。 C语言中，关键字主要有以下3类。 ① 数据类型关键字：auto，char，const，double，enum，extern，float，int，long， register，sizeof，short，static，typedef，union，unsigned，void，volitile。 ② 程序控制关键字：break，case，continue，default，do，else，for，goto，if，return， switch，whlie。 ③ 预处理功能关键字：define，endif，elif，ifdef，ifndef，include，line，undef。
位操作运算符 & 说明举例
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>>
若 P1 端口输出寄存器 P1OUT=00001111 ，则执行按位相与，均为1时，结果为1 P1OUT=P1OUT&111111110;语句后，P1OUT=00001110，即把最后一位输出拉低，其余位不变。若 P1OUT=00001111 ，则执行按位相或，有1则结果为1，均为0时结果 P1OUT=P1OUT|10000000; 语句后， P1OUT=10001111 ，为0 即把第一位输出拉高其余位不变。按位异或，两个变量相同时，结果为0；若 P1OUT=00001111 ，则执行两个变量不同时，结果为1 P1OUT=P1OUT^00111100; 语句后， P1OUT=00110011 。若P1OUT=00001111，则执行P1OUT=~P1OUT;语句后，按位取反，1取反后为0；0取反后为1 P1OUT=11110000。左移，把第一个变量的二进制位左移第二个变量指定的位数，其左移出的数据丢若a=00100010，则执行a<<2;语句后，a=10001000。弃，变量右侧补“0” 右移，把第一个变量的二进制位右移第二个变量指定的位数，其右移出的数据丢若a=00100010，则执行a>>2;语句后，a=00001000。弃，变量左侧补“0”

MSP430系列单片机概述

第1章概述
1.1 单片微型计算机
1.1.1 单片机的概念
微型计算机（微机）具有体积小、价格低、使用方便、可靠性高等一系列优点，因此一问世就显示出强大的生命力，被广泛用于国防、工农业生产和商业管理等领域。特别是近年来微处理器的高速发展，使其已渗透到人类生活的各个领域，给人类世界带来了难以估量的变革。
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。著名的半导体厂商——美国德州仪器（TI）在 20 世纪 70 年代首先推出了 TMS1000 系列 4 位单片机。20 世纪 80 年代到 90 年代，国内主要使用 Intel 的 MCS51 系列和 Motorola 的 68HC 系列 8 位单片机。目前主要的单片机厂商还有 Atmel、Microchip、Philips 等。民币），系统结构简单而使可靠性增加，采用 CMOS 工艺大大降低了功耗。因此单片机问世之后很快成为微型计算机的一个重要分支，发展极为迅速。从 4 位、8 位、16 位到 32 位单片机种类已有数百种，全世界去年销售量已达数亿片。
纵观微处理器的发展，可以明显地看出其正朝着两个方向进行：一是朝着面向数据运算、信息处理等功能的系统机方向发展。系统机以速度快、
功能强、存储量大、软件丰富、输入/输出设备齐全为主要特点，采用高级语言编程，适用于数据运算、文字信息处理、人工智能、网络通信等场合。另一方面，在有些应用领域中，如智能化仪器仪表、电讯设备、自动控制设备、汽车乃至家用电器等，要求的运算、控制功能相对并不很复杂，但对体积、成本、功耗等的要求却比较苛刻。为适应这方面的需求，产生了一种将中央处理器、存储器、I/O 接口电路以及连接它们的总线都集成在一块芯片上的计算机，即所谓的单片微型计算机，简称单片机（Single Chip Microcomputer）。单片机在设计上主要突出了控制功能，调整了接口配置，在单一芯片上制成了结构完整的计算机，因此，单片机也称为微控制器（MCU）。单片机分为通用型和专用型两大类，通常所说的单片机和本书介绍的 MSP430 系列单片机都是指通用型单片机。通用型单片机是把可开发的资源全部提供给使用者。专用型的单片机也叫专用微控制器，是针对某些应用专门设计的，例如频率合成调谐器、录音机机芯控制器、打印机控制器等。

第一章 MSP430系列单片机概述

超低功耗特征
• 更长的电池寿命 —— 低功耗 • 更高的代码效率 —— 16位 RISC • 更低的系统成本 —— 外设丰富、低价 • 低风险 —— TI 品质与技术支持 • 易开发、升级 —— JTAG/串行调试（SDW）、全系列代码兼容
MSP430芯片封装
• 封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁。 • 常用封装有：双列直插式封装（DIP）、四侧无引脚扁平封装（QFN）、薄型塑料方形扁平式封装（LQFP）、薄的缩小型小外形封装（TSSOP ）、球栅阵列封装（BGA）。 • 实验板和试验箱所使用的MSP430系列芯片是 LQFP封装。
MSP430单片机主要系列
MSP430单片机主要系列
MSP430系列单片机的命名规则
MSP430系列单片机存储器特性
类型名称 C P E ROM OTP 特性只读存储器，适合大批量生成
F
单次可编程存储器，适合小批量生长 EPROM 可擦除只读存储器，适合开发样机 FLASH 闪存具有ROM型的非易失性和 EPROM的可擦除性
MSP430系列单片机选型
应用MSP430系列单片机构建应用系统，进行总体设计时要考虑选型的问题。选择MSP系列单片机型号应该遵循以下原则： • 选择最容易实现设计目标且性价比又高的机型。 • 在研发任务重、时间紧的情况下，首先选择熟悉的机型。 • 预选的机型在市场上要有稳定、充足的货源。
MSP430系列单片机的特点
• 超低功耗架构与高度灵活的时钟系统可显著延长电池使用寿命，0.1µA RAM保持模式；<1µA RTC模式；最新的FRAM系列功耗 <100µA/MIPS 。 • 集成型智能外设：众多的高性能模拟与数字外设可大幅减轻CPU的工作量。 • 简单易用的16位RISC CPU架构，可实现具有业界领先代码密度的新型应用。 • 完整的产品开发环境。 • 增强型程序库有益于多种应用。

MSP430系列单片机介绍

MSP430系列单片机介绍MSP430系列单片机是德州仪器（TI）公司推出的一种低功耗、高集成度、高性能的16位超低功耗单片机。

它采用精确的调度技术和先进的低功耗架构设计，拥有出色的性能、高功耗效率、广泛的外设集成以及丰富的工具和软件支持。

MSP430系列单片机的内核基于RISC架构，拥有16位数据总线和16位地址总线。

它可以工作在多种工作频率下，从几kHz到几十MHz不等，以满足不同的应用需求。

此外，MSP430系列单片机还具有多种睡眠模式，可以进一步降低功耗。

MSP430系列单片机内置了丰富的外设，包括模拟接口、数字接口和通信接口。

模拟接口包括模数转换器（ADC）、数字模拟转换器（DAC）和比较器等，可以实现各种传感器接口和模拟信号处理。

数字接口包括通用输入输出（GPIO）、定时器/计数器、串行通信接口等，可以实现数字信号处理和通信功能。

通信接口包括UART、SPI和I2C等，可以实现与外部设备的数据交换。

MSP430系列单片机广泛应用于各种电子设备中，如便携式设备、智能家居、医疗器械、工业自动化等。

由于其低功耗和高性能的特点，它可以满足不同应用场景下对功耗和性能的需求。

例如，在便携式设备中，MSP430系列单片机可以实现长时间的电池寿命；在智能家居中，它可以实现低功耗的远程控制和数据传输；在医疗器械中，它可以实现高精度的信号处理和通信。

总之，MSP430系列单片机是一种低功耗、高集成度、高性能的16位超低功耗单片机。

通过其先进的架构设计和丰富的外设集成，它可以满足各种应用的需求。

同时，它还提供了丰富的工具和软件支持，方便开发者进行开发和调试。

msp430第1讲

（5）开发环境良好
OPT型和ROM型：在程序定型后直接烧写或掩膜芯片； FLASH型：主流器件。引进Flash 型程序存储器和 JTAG 技术，不仅可以实现在线编程和仿真，而且使开发工具变得简单方便。
三、 MSP430系列单片机主要结构
时钟系统 MCLK ACLK SMCLK Flash/ ROM RAM 片内外设片内外设片内外设
（3）模拟技术及丰富的片内资源。
MSP430作为“混合信号处理器”的典型代表，由于针对实际应用需求，集成了丰富的的模拟、数字模块，大大简化了设计人员工作。 MSP430系列单片机所集成的片内外设：AD/DA、看门狗、模拟比较器、温度传感、定时器、串行通信模块、硬件乘法器、液晶驱动器、直接寻址模块、USB模块等，向用户提供丰富的IO口资源，配置灵活。
（2）强大的处理能力
精简指令： MSP430系列单片机是16位精简指令集（RISC）单片机，具有丰富的寻址方式，简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令，高效的查表处理指令，且大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。 MSP430运算速度快：（1） MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期；（2）集成了硬件乘法器（16位或32位，该结构一般存在于DSP设计中）、 DAM等模块，大大增强了数据处理和运算能力，可在控制基础上实现某些数字信号处理算法（如FFT、DTMF等）。
DW RGW DGV PW PM PN PZ
封装类型 SOIC20 1.27mm QFN24 TVSOP20 TSSOP20 0.5mm QFP64 0.5mm QFP80 0.5mm QFP100 0.5mm
图2
MSP430系列单片机命名规则

msp430第1章低功耗简介

RISC内核结构，执行每条指令只需2个时钟周期。在使用5 MHz晶振时，EM6812能达到2.5 MIPS的速度，并能达到
2200MIPS/W，同时内部集成了看门狗、8×8 bit硬件乘法
器、16个独立可编程双向I/O口、6个大电流输出端口(可达到20 mA)、SPI接口(软件可编程串口)、16个内部寄存器、4
5. MICROCHIP单片机
其8位和16位PIC单片机系列具有高性能、低成本和封装体积小等特点。8位PIC单片机采用RISC内核，其架构使用户无需改变代码或只需改变少量代码，即可轻松地在6引脚至100引脚的各种封装形式的单片机系列之间移植。产品的高级特征包括：精密的定时外设，集成模数转换器
进一步降低，超低功耗单片机，如： TI公司的MSP430系列16位单片机 EM公司的低功耗8位FLASH单片机 EM6812等。
超低功耗单片机是在低功耗单片机的基础上，面向超低功耗应用而设计的。
第1章超低功耗单片机
超低功耗单片机耗电非常小，工作电流比低功耗单片机有了进一步的下降，从毫安级降到了微安级；并能在低电压下工作；采用多种节能工作模式，可以在较低频率下工作。比如EM公司的EM6812系列单片机可以在2～
得系统各功能模块的电源相对独立地供电，在不
工作时可以分别断电，以节省功耗。
第1章超低功耗单片机
1.2.4 系统超低功耗的运行管理
系统超低功耗的运行管理指的是利用软件进行管理。消除程序的无谓循环等待。合理利用低功耗
模式，对时钟的控制要做到忙时多用、闲时少用、
不用关闭的原则。对于外围电路，可通过SHDN(关断)控制其工作时间。
5V电压下工作，工作频率最低可以为32 kHz，工
作电流为0.16～120 μA；而TI公司的

MSP430单片机

MSP430－－46
低功耗模式转换程序举例
#include <msp430x14x.h> void main(void) { BCSCTL1 |= DIVA_2; // ACLK/4 WDTCTL = WDT_ADLY_1000; // WDT 1s/4 interval timer IE1 |= WDTIE; // Enable WDT interrupt P1DIR = 0xFF; // All P1.x outputs P1OUT = 0; // All P1.x reset while(1) { int i; _BIS_SR(LPM3_bits + GIE); // Enter LPM3 P1OUT |= 0x01; // Set P1.0 LED on for (i = 5000; i>0; i--); // Delay P1OUT &= ~0x01; // Clear P1.0 LED off } } #pragma vector=WDT_VECTOR __interrupt void watchdog_timer (void) { _BIC_SR_IRQ(LPM3_bits); }
MSP430－－24
堆栈指针SP
SP总是指向堆栈的顶部压栈时指针SP值减2，然后将数据存入RAM中
出栈时将数据从SP所指内存单元取出，指针SP值加2
MSP430－－25
状态寄存器SR /R2/常数发生器1
状态标志 : 控制标志
C :进位标志 Z :零标志 N :负标志 V :溢出标志
环境成为可能
方便高效的开发环境运行速度快
指令周期125ns ,8MHz晶振

MSP430单片机应用技术第一讲汇总

单片机的应用
MSP430系列单片机
MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）公司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。MSP即Mixed Signal Processor，混合信号处理器，把模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，为用户提供更好的应用设计。
（2）存储器
MSP430采用 “冯· 诺依曼”结构，存储器采用统一的结构，统一编址，包括：特殊功能寄存器 (SFRs)、片上外设、RAM和 Flash/ROM存储空间，使用同一组地址总线、数据总线，使用相同指令对存储器进行字节/字访问。字节存储，被存储于奇数或偶数地址；字存贮，从偶地址开始存储，低字节存偶地址，高字节存相邻的奇地址。MSP430系列单片机存储器组织方式与其精简指令相协调，为软件开发调试提供便利。
MSP430单片机应用技术
山东理工大学P430系列单片机概述
微处理器的发展
• 一是朝着面向数据运算、信息处理等功能的系统机方向发展。系统机以速度快、功能强、存储量大、软件丰富、输入/输出设备齐全为主要特点，采用高级语言编程，适用于数据运算、文字信息处理、人工智能、网络通信等场合。
MSP430系列单片机
特点： • 超低功耗 • 强大的处理能力 • 高性能模拟技术及丰富的片上外设 • 系统工作稳定 • 方便高效的开发环境
• （1）超低功耗 • MSP430单片机为典型的超低功耗单片机，在电源管理、时钟系统、工作模式上都有具有独特的设计： • 电源设计方面：MSP430系列单片机采用1.8~3.6V电源电压。当单片机在 1MHz时钟条件下运行时，芯片的工作电流会为200~400uA左右。如单片机处于停止模式，即时钟关断，此时的最低功耗只有0.1uA 。 • 时钟系统：即由系统时钟系统产生CPU和各功能模块所需的时钟，可灵活切换时钟源，更改CPU运行速度，这些时钟程序可控，从而协调好功耗与性能的关系。 • 工作模式：MSP430单片机根据功耗不同，设置了 5—7种工作模式，不同的模式使用模块不同，其对应功耗不同。在等待方式下，耗电为0.7uA，在掉电方式下，最低可达0.1uA。

第一章MSP430单片机概述汇总

（b）在软件上，必须设计恰当的休眠和唤醒
（c）430是实现低功耗的必要条件，非充分条件
7
第1章 பைடு நூலகம்SP430单片机概述
在种类和数量繁多的单片机中，MSP430单片机颇具特色，并具有优良的性能。 MPS430单片机是美国德州仪器公司（以下简称TI公司）于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。它将模拟电路、数字电路和微处理器集成在芯片的内部，只要配置少量的外围器件，就可满足一般应用的要求。为了使读者对MSP430单片机有一个初步的认识和了解，本章首先介绍MSP430单片机的发展历史及应用，然后叙述MSP430单片机具有的特点及优势，最后简要介绍MSP430单片机的应用选型。
11
1.1 MSP430单片机发展及应用
1.1.1 MSP430单片机的发展阶段：
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蓬勃发展阶段
（1）TI公司在2003年底和2004年间推出了F15x和F16x系列，增加RAM容量，增加外设模块。（2）TI公司在2004年下半年推出了MSP430x2xx系列。单片机向小型化、低成本化方向发展。（3）2007年TI公司推出了具有120KB Flash、8KB RAM的MSP430FG461x系列超低功耗单片机。（4）2008年推出了MSP430F5xx系列产品，与1xx,2xx,4xx相比，F5xx处理性能提升了50%以上、Flash与RAM存储容量双倍增加。（5）2011年，具有LCD控制器的MSP430F6xx系列，支持高频率的CPU时钟，且能够提供更多的内存选项。
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• 问题一：既生计算机，何生单片机？用于小型话，简易化的控制中，杀鸡焉用牛刀的场合 • 空调、洗衣机、电视机、微波炉、电子手表、手机、食堂消费机 • 计算机外围：鼠标、键盘、硬盘等

第1章 MSP430F5单片机技术概述

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10.CISC和RISC处理器

CISC(Complex Instruction Set Computer, 复杂指令集计算机) ，CISC处理器有一个单一处理单元、外部存储器、一个相对较小的寄存器集以及几百条不同的指令。 RISC(Reduced Instruction Set Computer, 精简指令集计算机) ，RISC体系结构的基本原则：把硅片的复杂性转移到语言编译器里，硬件部分尽可能地保持简单和快速。
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1.1.3 输入输出
处理器与外部世界交换数据的方式主要有三种： (1) 程控输入输出(Programmed I/O,PIO) (2) 中断驱动I/O(Interrupt-driven I/O) (3) 直接存储器访问(Direct Memory Access,DMA)
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1.1.4 DMA
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1.6 主流的单片机产品

著名的半导体厂商——美国德州仪器在20 世纪70年代首先推出了TMS1000系列4位单片机。20世纪80年代到90年代，国内主要使用Intel的MCS51系列和Motorola的 68HC系列8位单片机。目前主要的单片机厂商还有Atmel、Microchip、Philips等。

MSP430F2xx 系列 – 基于闪存的超低功耗 MCU，在 1.8V - 3.6V 的工作电压范围内性能高达 16MIPS。包含极低功耗振荡器 (VLO) 、内部上拉/下拉电阻和低引脚数选择。超低功耗低至： 0.1µ A RAM 保持模式 0.3μA 待机模式 (VLO) 0.7µ A 实时时钟模式 220μA/MIPS 工作模式在 1μs 之内超快速地从待机模式唤醒器件参数闪存选项：1KB – 120KB RAM 选项：128B – 8KB GPIO 选项：10、16、24、32、48、64 引脚 ADC 选项：10 和 12 位斜率 SAR、16 位 Σ-Δ ADC 其它集成外设：模拟比较器、硬件乘法器、DMA、SVS、12 位 DAC、运算放大器

1_MSP430 基础介绍

MSP430沈阳培训讲座李振坡 lizhenpo@ 2013.7培训内容• • • • • • • • 1、MSP430 基本体系结构 2、MSP430F6638 实验平台介绍 3、CCS 开发环境简介 4、系统时钟 5、低功耗模式 6、通用输入输出端口 7、定时器 8、通信接口教材• 《MSP430系列超低功耗单片机原理与应用》（第2版） • 作者：沈建华、杨艳琴 • 出版社：清华大学出版社 • 出版日期： 2013年9月1.1 MSP430系列单片机1、MSP430介绍什么是MSP430? ● 超低功耗 16 位 RISC 混合信号处理器的 MSP430 产品系列。

MSP430单片机主要系列MSP430单片机主要系列MSP430系列单片机的特点• 超低功耗架构与高度灵活的时钟系统可显著延长电池使用寿命：0.1µA RAM保持模式；<1µA RTC模式； <100µA/MHz。

• 集成型智能外设：众多的高性能模拟与数字外设可大幅减轻CPU的工作量。

• 简单易用的16位RISC CPU架构，可实现具有业界领先代码密度的新型应用。

• 完整的产品开发环境。

• 增强型程序库有益于多种应用。

超低功耗特征• 更长的电池寿命—— 低功耗• 更高的代码效率—— 16位 RISC• 更低的系统成本—— 外设丰富、低价• 低风险—— TI 品质与技术支持• 易开发、升级—— JTAG/串行调试、全系列代码兼容MSP430超低功耗单片机Medical SensoringLeierdaMeteringConsumer1.2MSP430 体系结构本节概述• 以下是MSP430体系结构的综合描述，体系结构的综合描述，包括：包括： – 主要特点； – 设备体系结构;• 地址空间；– 中断向量表； – 中央处理器(MSP430 CPU and MSP430X CPU)； – 七种寻址模式和指令集组成：• 27种基本操作码； • 24种仿真指令。

第一章 MSP430F149简介

第一章MSP430单片机简介本章主要内容：一、MSP430单片机是什么以及它的特点；二、MSP430单片机的结构；本章重点内容：MSP430单片机的结构§1.1MSP430系列单片机MSP430系列单片机是美国TI公司1996年推出的一种16位超低功耗单片机，由MSP430单片机CPU和针对不同应用而配置的外设模块构成。

MSP430F149单片机主要特点：超低功耗RAM保持模式耗电：0.1uA实时时钟模式耗电：0.8uA全速模式耗电：250uA/MIPS五种省电模式：LPM0：CPU、MCLK禁止LPM1：CPU、MCLK禁止，若DCO未用则DC发生器禁止LPM2：CPU、MCLK、SMCLK禁止，若DCO未用则自动关闭LPM3：CPU、MCLK、SMCLK、DCO禁止，DC发生器禁止LPM4：CPU、MCLK、SMCLK、ACLK、DCO禁止，DC发生器禁止从待机模式唤醒时间：6us16位RISC，125ns指令周期12位ADC，带内部参考源、采样保持双12位DAC16位定时器Timer_A，带3个捕获/比较寄存器16位定时器Timer_B，带7个捕获/比较寄存器片内比较器A串行在线编程，无需外部编程电压，可编程的保密熔丝代码保护2个异步串行通信接口（USART0,USART1）§1.2MSP430F149单片机结构一、MSP430x14x单片机结构框图如图1-1所示，构成模块有：1、系统时钟振荡器：产生3个时钟信号ACLK、SMCLK、MCLK；2、60KB Flash代码存储器；3、2KB RAM数据存储器；4、8通道12位ADC，转换时间小于10us；5、具有中断功能的P1、P2口；6、普通I/O口P3~P6；7、16位定时器Timer_A，带3个捕获/比较寄存器8、16位定时器Timer_B，带7个捕获/比较寄存器9、片内比较器A、16位看门狗定时器、硬件乘法器10、2个异步串行通信接口（USART0,USART1）11、JTAG调试仿真模块12、16位的CPU二、MSP430x14x单片机封装引脚图如图1-2所示，MSP430x14x单片机芯片总共有64个引脚。