MSP430单片机硬件结构及原理资料
MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践
MSP430单片机的中断系统 GIE、CPUOFF、
中断请求
中断响应过程
将当前指令执行完 PUSH PC PUSH 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
OSCOFF、 SCG1、C、N、 V、Z清零, SCG0不变
中断向量地址中 的内容装入PC, 开始执行中断服 务程序 POP SR
概述
单片微型计算机 单片机的概念 单片机的特点 单片机的应用
MSP430系列单片机 MSP430系列单片机的特点 MSP430系列单片机命名规则 MSP430系列单片机选型
单片微型计算机:单片机的概念
微处理器的发展一方面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,在一些应用领域中,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
MSP430 Roadmap
MSP430X11X系列
MSP430X12X系列
MSP430X13X系列
MSP430X14X系列
MSP430F15X/F16(1)X 系列
MSP430F15X/F16(1)X 系列
MSP430X41X系列
MSP430F43X系列
MSP430F44X系列
函数类型 函数名(形式参数表) 形式参数说明 { 局部变量定义 函数体语句 } [ 存储变量类型 ] interrupt [ 中断矢量变量 ] 函数类型 函数名(形式参数表) 形式参数说明 { 局部变量定义 函数体语句 }
MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践
MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践MSP430系列单片机采用了哈佛结构,具有16位的数据宽度,可以实现更高的数据处理速度。
它的主频范围从1MHz到25MHz,能够满足不同应用的需求。
同时,MSP430系列单片机具有多种低功耗模式,例如待机模式、休眠模式和独立模式,可以有效地降低功耗,延长电池寿命。
MSP430系列单片机具有丰富的外设接口,包括多个串口通信接口、通用输入输出口、模拟输入输出口以及定时器和计数器等。
这些外设接口使MSP430系列单片机可以与其他外部设备进行通信,实现数据的输入和输出。
此外,MSP430系列单片机还具有多个中断源,可以实现实时中断处理,提高系统的响应能力。
使用MSP430系列单片机进行开发,首先需要选择合适的开发板和编程工具。
德州仪器公司提供了MSP430 LaunchPad开发板,可以方便地进行程序的编写和调试。
同时,德州仪器还提供了MSP430编程工具链,包括编译器、调试器和仿真器等,在开发过程中能够提高开发效率。
在实际开发中,可以利用MSP430系列单片机的低功耗特性,实现一些需要长时间运行的应用。
例如,可以将MSP430系列单片机用于物联网中的传感器节点,采集和传输环境数据。
由于MSP430系列单片机的低功耗特性,可以通过电池供电,从而实现长时间的无线监测。
此外,MSP430系列单片机还可以用于电力管理系统、家庭自动化系统和医疗设备等领域。
它的低功耗特性和丰富的外设接口使其具有很高的适用性,能够满足各种不同应用的需求。
总结起来,MSP430系列单片机是一款16位超低功耗单片机,具有高性能和丰富的外设接口。
它的低功耗特性使得它在物联网、电力管理、家庭自动化和医疗设备等领域具有广泛的应用前景。
通过学习MSP430系列单片机的原理和实践,可以更好地应用它在实际开发中。
MSP430单片机原理解读
第 2 章MSP430 单片机原理与 C 语言基础MSP430系列超低功耗单片机有200多种型号,TI公司用3~ 4位数字表示其型号。
其中第一位数字表示大系列,如MSP430F1xx系列、MSP430F2xx系列、MSP430F4xx系列、MSP430F5xx系列等。
在每个大系列中,又分若干子系列,单片机型号中的第二位数字表示子系列号,一般子系列越大,所包含的功能模块越多。
最后1~2 位数字表示存储容量,数字越大表示RAM 和ROM 容量越大。
430 家族中还有针对热门应用而设计的一系列专用单片机。
如SP430FW4xx 系列水表专用单片机、MSP430FG4xx 系列医疗仪器专用单片机、MSP430FE4xx 系列电能计量专用单片机等。
这些专用单片机都是在同型号的通用单片机上增加专用模块而构成的。
最新的MSP430型号列表可以通过TI公司网站下载。
在开发单片机应用系统时,第一步就是单片机的选型,选择合适的单片机型号往往就能事半功倍。
单片机选型基本方法是选择功能模块最接近项目需求的系列,然后根据程序复杂程度估算存储器和RAM 空间,并留有适当的余量,最终决定选用的单片机型号。
本章节以MSP430F249单片机为学习目标,介绍单片机的基本结构和工作原理,读者可以举一反三、触类旁通,而不必每种型号都去学习却无法深入掌握。
2.1 MSP430F249单片机基本结构与原理2.1.1MSP430F249的主要结构特点供电电压范围1.8V~3.6V 。
超低功耗:活动状态270uA(1MHz,2.2V);待机模式0.3uA;关机模式0.1uA。
16位RISC精简指令集处理器。
时钟系统:多种时钟源,可灵活使用。
时钟频率达到16MHz ;具有内部振荡器;可外接32kHz 低频晶振;外接时钟输入。
12位A/D转换器,内部参考电压,采用保持电路。
16位定时器A,3个捕获/比较寄存器。
16 位定时器B,7 个捕获/比较寄存器。
MSP430单片机的原理与应用
MSP430单片机的原理与应用1. 简介MSP430单片机是德州仪器公司(Texas Instruments)推出的一款低功耗、高性能的16位单片机,广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中。
本文将介绍MSP430单片机的基本原理和常见应用场景。
2. 基本原理MSP430单片机采用哈佛结构的架构,拥有16位的CPU,8到256KB的闪存和0.5到16KB的RAM。
其低功耗特点使得它在电池供电的嵌入式设备中得到广泛应用。
MSP430单片机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤: - 程序存储器中的指令被取出并送入指令译码器。
- 指令译码器将指令解码,并执行相应的操作。
- 执行的结果被存储器读写单元读取或写入。
- 控制单元协调整个系统的操作,包括时钟、中断、输入输出等。
3. 应用场景3.1 智能家居MSP430单片机在智能家居领域中具有广泛的应用。
通过连接传感器、执行器和通信模块,MSP430单片机可以实现对温度、湿度、光照等环境参数的监控与控制。
并且,MSP430单片机能够通过无线通信和云平台实现智能家居设备的远程控制和监测。
3.2 工业自动化在工业自动化领域,MSP430单片机能够通过连接传感器和执行器实现对生产过程的监测和控制。
它能够实时采集温度、压力、流量等参数,并根据设定的逻辑进行自动控制。
同时,MSP430单片机的低功耗特性使得它适合在工业现场长时间运行。
3.3 物联网设备随着物联网的快速发展,MSP430单片机在物联网设备中的应用越来越广泛。
它可以用于连接各种传感器、执行器和通信模块,实现对环境、设备等的监测和控制。
而且,MSP430单片机的低功耗特性使得它非常适合在物联网设备中使用,能够延长电池寿命。
3.4 医疗设备在医疗设备领域,MSP430单片机能够实现对患者的生理参数的监测和控制。
它可以连接各种传感器,如心电传感器、体温传感器等,实时采集患者的生理数据,并可以根据需要进行报警和控制操作。
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。
MSP单片机(精品)
单片机的发展趋势
» 单片机发展为嵌入式处理器 单片机位数从4位、8位提高到16位、32位,从单CPU向多CPU发展。32位单片机由 于处理能力和开发方法已经和传统的单片机大相径庭,一般被称为嵌入式处理器, 成为数字系统设计的另外一个分支。
» 集成度进一步提高 单片机内部集成的设备越来越多,包括SRAM、FLASH ROM、E2ROM、AD、DA、PWM、 UART控制器、I2C控制器、 USB控制器、看门狗、上电复位电路、RC振荡器、FPGA 等,真正做到了SOC。
Z80 、MC6800系列等
Z80系列是8051系列流行之前非常流行的单片机,目前几乎没有人使用; 6800系列是Motorola公司80年代末推出的产品,采用RISC结构,成本低廉; 在低端大批量中占有优势。
目前热门的单片机(1)
51增强系列
8051为Intel公司80年代初推出,是目前普及度最广、兼容品种 最多的单片机。标准8051速度较慢,需要12个时钟周期运行一 条指令;目前出现了各大公司都推出了高速的8051兼容内核, 典型的是Dallas公司设计的4指令周期8051内核和Cignal公司研 发的单指令周期8051内核,Cignal公司的增强8051内核运行大 部分指令仅需要一个时钟周期,最快的型号已经达到100Mips 的计算速度。
智能化的仪器仪表:单片机用于包括温度、湿度、流量、流速、电压、 频率、功率、厚度、角度、长度、硬度、元素测定等和各类仪器仪表 中,使仪器仪表数字化、智能化、微型化,功能大大提高。
日常生活中的电器产品:单片机可用于电子秤、录像机、录音机、彩 电、洗衣机、高级电子玩具、冰箱、照相机、家用多功能报警器等。
MSP430系列单片机 原理与应用
2015.03
MSP430单片机整体介绍
MSP430单片机整体介绍MSP4301.摘要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(Mixed Signal Processor)。
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。
2.MSP430 单片机的发展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。
第6章MSP430单片机及设计实例
第6章MSP430单片机及设计实例本章将介绍MSP430单片机及设计实例。
MSP430是德州仪器(TI)公司开发的一种低功耗、高性能的16位RISC微控制器。
它广泛应用于嵌入式系统和便携式设备中,具有较低的功耗和丰富的外设。
首先,我们将介绍MSP430的基本特性。
MSP430采用的是Harvard架构,具有16位数据总线和16位地址总线。
它具有多种工作模式,包括运行模式、空闲模式和休眠模式,可以根据实际需求选择合适的模式以实现最低功耗。
另外,MSP430具有丰富的外设。
它包括通用输入/输出引脚、定时器、串口通信接口、模数转换器等。
这些外设可以满足各种应用的需求,并且具有灵活的配置和控制能力。
接下来,我们将介绍几个MSP430的设计实例。
首先是LED闪烁实例。
我们可以利用MSP430的通用输入/输出引脚和计时器来实现LED的闪烁,实现简单的灯光效果。
其次是温度监测实例。
我们可以利用MSP430的模数转换器和温度传感器来实现温度的实时监测,根据温度变化来控制其他外设的工作状态。
最后是无线通信实例。
我们可以利用MSP430的串口通信接口和无线模块来实现与其他设备的无线通信,如蓝牙通信或Wi-Fi通信。
以上这些设计实例只是MSP430的一小部分应用案例,MSP430还可以应用于很多其他领域,如智能家居、工业自动化、医疗设备等。
它的低功耗和高性能使其成为许多嵌入式系统的理想选择。
总之,MSP430是一种功能强大、灵活性高的单片机,通过灵活配置和控制外设,可以实现各种应用需求。
在接下来的学习中,我们将更深入地了解MSP430的内部结构和编程实践,为设计更复杂的嵌入式系统奠定基础。
MSP430单片机硬件结构及原理讲解
3.3 MSP430单片机的中央处理器
15
16
MSP430CPU的主要特征
RISC指令集,27条内核指令和7种寻址模式 寄存器资源丰富 寄存器操作为单周期 16位地址总线 常数发生器 直接的存储器到存储器访问 位、字和字节操作方式
17
MSP430 CPU的寄存器
简写 功能
R0
程序计数器PC,指示下一条将要执行的指令地址。
20
(2)堆栈指针SP
系统堆栈在系统调用子程序或进入中断服 务程序时,能够保护程序计数器PC.
然后将子程序的入口地址或者中断矢量地 址送程序计数器,执行子程序或中断服务 程序。
子程序或者中断服务程序执行完毕,遇到 返回指令时,将堆栈的内容送到程序计数 器中,程序流程又返回到原来的地方,继 续执行.
可屏蔽
0FFF6H
11
看门狗定时器
WDTIFG
可屏蔽
0FFF4H
10
串口0接收
URXIFG0
可屏蔽
0FFF2H
9
串口0发送
UTXIFG0
可屏蔽
0FFF0H
8
ADC
ADCIFG
可屏蔽
0FFEEH
7
定时器A
CCIFG0
可屏蔽
0FFECH
6
定时器A
CCIFG1~2 , 可屏蔽
0FFEAH
5
TAIFG
P1
P1IFG.0~7
16位RISC中央处理器,125ns指令周期。可以 用较少的代码空间实现高性能的应用。
在系统可编程的FLASH,为开发编程提供便利。
4
MSP430x14x主要包括以下功能部件:
1. CPU 2. 存储器: 3. 外围模块:主要包括:时钟模块、
mps430
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。
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。
1.1.2 单片机的特点单片机具有如下特点:❑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,因而能获得最佳性价比。
MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用2❑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。
MSP430单片机的比较器工作原理解析
MSP430 单片机的比较器工作原理解析
这两天研究了一下430 的比较器,开始的时候,没有看懂是怎幺一回事,在网站看这方面的博客,好像懂了,但是一到编程,就变得无从下手,但是,皇天不负有心人,笔者还是把他弄懂了
其实这里就是看懂一幅图,两个寄存器,明白工作原理就可以了
这是比较器A 的逻辑图,比价器A 由4 个部分组成
标号1:内部参考电压发生器,可以产生0.25V,0.50v 的参考电压
标号2,:外部电压输入端,CA0 对应P2.3,CA1 对应P2.4
标号3:内部比较器,今天上课刚好上了比较器,也就是正输入端大于负输入端的时候,比较器输出一个1,同时产生一个中断标志位
标号4:也就是比较结果输入端。
msp430原理图
第三章自动伸缩门的硬件设计3.1控制器单元的硬件设计msp430小系统图如图3-1所示图3-1 msp430小系统图MSP430F449单片机是16位的单片机。
具有集成度高、外围设备丰富、超低功耗。
MSP430F449的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明的宗旨来设计的。
采用冯诺依曼结构,RAM和ROM在同一地址空间,使用同一地址数据总线。
MSP430 F449单片机采用的是16位结构的CPU,它采用了精简、高透明、高效率的正交设计,包括一个16位结构的算术逻辑单元(ALU)、16个寄存器和一个指令控制单元。
16个寄存器中有4个特殊功能寄存器和通用寄存器。
4个特殊功能寄存器分别是:程序计数器、堆栈指针、状态寄存器、常数发生器。
状态寄存器用来设置某些比特位来控制CPU的行为或者通过某些位来反映CPU 的状态。
用户需要设置适当的比特位或读取适当的比特位,从而控制CPU 的运行行为.存储器的范围位0000H——FFFFH,从低到高分别是特殊功能寄存器、外围模块寄存器、数据寄存器、程序寄存器、中断向量表。
MSP430F449单片机的:1:所有单片机的中断向量表具有相同的地址空间FFFE0H——FFFFH。
2:所有的单片机的8位外围模块使用的寄存器具有相同的地址空间,10H——FFH范围3:所有的单片机的16位外围模块使用的寄存器具有的地址空间,100H——1FFH范围4:所有的特殊功能寄存器具有相同的地址空间,都在00H ——0FH5:所有的单片机数据存储器具有相同的起始地址200H开始。
A:数据存储器MSP430系列单片机的数据存储器位于起始地址为200H的存储器地址空间。
数据存储器既作为数据的保存,也作为堆栈,同时也是数学运算的场所。
数据存储器可以按字节操作也可以按照字操作。
FLASH型的单片机里还有信息存储区,也可以作为数据RAM使用,并且因为是FLASH的,断电后不会丢失数据。
所以可以用这部分存储器来保存重要的参数,如单片机系统里的配置参数。
MSP430的硬件组成,性能(或功能),特点
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(Mixed Signal Processor)。
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 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。
msp430单片机教程
msp430单片机教程MSP430单片机是一种经典的低功耗、高性能的微控制器,被广泛应用于嵌入式系统中。
它具有很多特点,比如低功耗、宽工作电压范围、快速启动速度等。
本文将介绍MSP430单片机的基本知识和使用方法。
首先,我们需要了解MSP430单片机的结构。
MSP430包括CPU、内存、I/O接口等多个部分。
CPU是控制单元,负责处理指令和数据。
内存是存储器,用于存储程序和数据。
I/O接口用于与外部设备进行通信。
MSP430单片机使用C语言进行编程。
编程的基本步骤包括初始化、读取输入、处理数据、输出结果等。
编程时,需要了解寄存器的使用方法和I/O接口的配置。
MSP430提供了丰富的库函数和工具,方便开发人员进行程序开发和调试。
MSP430单片机的应用范围广泛。
它可以用于物联网设备、传感器、控制器、无线通信等多个领域。
由于其低功耗的特点,MSP430单片机在电池供电设备中得到了广泛应用。
其性能优越和易用性也使得它成为嵌入式系统中的首选单片机。
MSP430单片机教程包括了一系列基础和高级的内容。
基础教程首先介绍了MSP430单片机的基本知识,包括硬件结构、编程环境和工具的使用等。
然后,通过一系列实践案例,教授学生如何编写简单的程序。
高级教程则深入讲解了MSP430单片机的一些高级特性和应用,如中断、定时器、串口通信等。
在学习MSP430单片机时,还需要学习如何使用开发板和调试工具。
开发板是连接MSP430单片机和计算机的桥梁,提供了丰富的外设接口。
通过合理配置开发板,可以实现多种外设的功能。
调试工具可以帮助开发人员进行程序的调试和性能优化,提高开发效率和质量。
总之,MSP430单片机是一种功能强大、易用且低功耗的微控制器。
学习MSP430单片机的教程可以帮助我们掌握嵌入式系统的开发和应用。
通过学习,我们可以深入了解MSP430单片机的原理和使用方法,为实际应用提供有力的支持。
[工学]MSP430单片机基本原理
MSP430单片机基本原理海军工程大学2009年11月1日目录1MSP430单片机概述 (3)1.1单片微型计算机 (3)1.1.1概述 (3)1.1.2特点 (3)1.1.3应用 (3)1.2MSP430单片机 (4)1.2.1MSP430系列产品概述 (4)1.2.2MSP430单片机特点 (4)1.3MSP430单片机选型 (6)1.3.1MSP430各系列单片单片机简介 (6)2MSP430单片机基础知识 (7)2.1MSP430结构概述 (7)2.2CPU的结构和特点 (8)2.2.1CPU的主要特征和功能 (8)2.2.2CPU的寄存器资源 (9)2.3MSP430存储器的结构和地址空间 (11)2.3.1存储空间概述 (11)2.3.2Flash操作 (13)2.4系统复位和工作模式 (17)2.4.1系统复位 (17)2.4.2系统初始化 (17)2.4.3工作模式(低功耗方式选择) (17)2.5基础时钟模块 (19)2.5.1基础时钟模块 (19)2.5.2时钟模块寄存器 (20)2.5.3时钟应用举例 (22)2.6中断和特殊功能寄存器 (23)2.6.1中断类型和特点 (23)2.6.2中断的响应过程 (24)2.6.3中断向量地址和寄存器 (25)2.7看门狗定时/计数器 (27)2.7.1基本介绍 (27)2.7.2看门狗寄存器 (28)2.7.3基本应用举例 (29)2.8MSP430F149的最小系统 (29)2.8.1电源 (29)2.8.2复位电路 (30)2.8.3晶振 (30)1MSP430单片机概述1.1 单片微型计算机1.1.1概述微型计算机(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,被广泛应用于国防、工农业生产和商业管理等领域。
纵观微处理器的发展,可以明显地看出正朝着两个方向进行:1)朝着面向数据运算、信息处理等功能的系统机方向发展。
MSP430单片机硬件结构及原理讲解
SCG1置位关闭DCO发生器,与SCG0一起控 制系统时钟发生器的4种状态。
溢出标志。当运算结果超出有符号数范围时 置位。溢出情况如下: 正数 + 正数 = 负数 负数 + 负数 = 正数 正数 - 负数 = 负数 负数 - 正数 = 正数
第3章 MSP430单片机硬件 结构及原理
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本章内容
3.1 MSP430x14x结构概述 3.2 MSP430x14x的主要特性和外部引脚 3.3 MSP430单片机的中央处理器 3.4 MSP430单片机的存储器结构 3.5 MSP430时钟模块与低功耗结构 3.6系统复位和初始化 3.7 中断系统
举例:
MOV 2(SP), R6
;将内存单元I2中的数放到R6中
MOV R7, 0(SP)
;将R7中的数放到栈顶所在单元(I3)中
PUSH #0123h
;将SP的值减2,再将#0123h放到SP所指向的单元中。
POP R8 值加2
;将SP所指向单元中的数(#0123h)放到R8中,再将SP的
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3.1 MSP430x14x结构概述
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硬件结构具有以下特点:
超低功耗结构,能够延长电池生存周期。RAM保 持方式下电流为0.1μA,等待方式时电流为 0.8μA,活动状态时电流也仅为250μA/MIPS。
高性能的模拟器件可以用于精确测量。集成12位 200Kbps的A/D转换器,自带采样保持。
16位RISC中央处理器,125ns指令周期。可以 用较少的代码空间实现高性能的应用。
在系统可编程的FLASH,为开发编程提供便利。
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MSP430x14x主要包括以下功能部件:
MSP430单片机
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教程3:MSP430单片机硬件知识
MSP430单片机是TI公司1996年开始推向市场的超低功耗微处理器,另外他还集成了很多模块功能,从而使得用一片MSP430 芯片可以完成多片芯片才能完成的功能,大大缩小了产品的体积与成本。
如今,MSP43 0单片机已经用于各个领域,尤其是仪器仪表、监测、医疗器械以及汽车电子等领域。
下面来说一下它的主要特点:(1)低电源电压范围,1.8~3.6V。
(2)超低功耗,拥有5种低功耗模式(以后会详细介绍)。
(3)灵活的时钟使用模式。
(4)高速的运算能力,16位RISC架构,125ns指令周期。
(5)丰富的功能模块,这些功能模块包括:A:多通道10-14位AD转换器;B:双路12位DA转换器;C:比较器;D:液晶驱动器;E:电源电压检测;F:串行口USART(UART/SPI);G:硬件乘法器;H:看门狗定时器,多个16位、8位定时器(可进行捕获,比较,PWM输出);I:DMA控制器。
(6)FLASH存储器,不需要额外的高电压就在运行种由程序控制写擦欧哦和段的擦除;(7)MSP430芯片上包括JTAG接口,仿真调试通过一个简单的JTAG接口转换器就可以方便的实现如设置断点、单步执行、读写寄存器等调试;(8)快速灵活的变成方式,可通过JTAG和BSL两种方式向CPU内装在程序。
关于他的内存器结构,在匠人的博客里已有详细的介绍,大家去看就是了。
在这里我主要说说MSP430单片机的复位吧。
MSP430的复位信号有2种:上电复位信号(POR)、上电清除信号(PUC)。
还有能够触发POR和PU C的信号:5种来在看门狗,1种来自复位管脚,1种来自写FLASH键值出现错误所产生的信号。
POR信号只在2种情况下发生:(1)微处理上电;(2)RST/NMI管脚上产生低电平时系统复位。
PUC信号产生的条件:(1)POR信号产生;(2)看门狗有效时,看门狗定时器溢出;(3)写看门狗定时器安全键值出现错误;(4)写FLASH存储器安全键值出现错误。
MSP430单片机原理
第2章 MSP430
例如将 P1.0 置高、将 P1.1 置低,将 P1.2 取反,我们可以写成: P1OUT |= 0x01; //P2.0 置高 P1OUT &= ~0x02; //P2.1 置低 P1OUT ^= 0x04; //P2.2 取反 在寄存器头文件中,已经将 BIT0~BIT7 定义成 0x01~0x80,上述程序也
USCI_B1(I2C、SPI)。 • 60kB+256B的flash程序存储器,2kB的RAM数据存储器。 • 64引脚QFP封装。
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第2章 MSP430
MSP430F24x系列单片机功能结构示意图
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MSP430F249单片机引脚图
第2章 MSP430
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(1)CPU简介
第2章 MSP430
MSP430单片机的CPU为16位RISC精简指令集的处理器, 只有27条正交汇编指令和7种寻址方式。RISC处理器基 本上是为高级语言所设计的,编译程序对正交指令系 统很容易做到最优化,利于产生高效紧凑的代码。 MSP430CPU中集成了16个16位通用寄存器R0~R15, 其中R0~R3分别复用为程序指针PC、堆栈指针SP、状 态寄存器SR和常数发生器CG1/CG2。这些寄存器之间 的操作只需要一个CPU周期。
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第2章 MSP430
4)C语言区分大小写字母,C语言编译器在对程序进行编 译时,对于程序中同一个字母的大小写作为不同的变 量来处理。例如定义一个延时函数的形式参数time,但 是如果程序当中再出现一个由大写字母定义的标识符 TIME,那么它们在程序当中是两个不同的标识符,是 没有冲突的。
5)C语言程序中有且只有一个main函数,一个C语言程序, 无论main函数的物理位置在那里,总是从main函数开 始执行。
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1 中断向量区
中断源 中断标志 系统中断 地址 优先级
WDTIFG 复位 上电、外部复位、看 门狗、FLASH存储器 NMI 、 振 荡 器 故 障 、 NMIFG 、 OFIGF 、 非 屏 蔽 / 可 ACCVIFG FLASH访问出错 屏蔽 BCCIFG0 定时器B 可屏蔽 定时器B BCCIFG1~6 , 可屏蔽 TBIFG CMPAIFG 比较器A 可屏蔽 WDTIFG 看门狗定时器 可屏蔽 URXIFG0 串口0接收 可屏蔽 UTXIFG0 串口0发送 可屏蔽 ADC ADCIFG 可屏蔽 CCIFG0 定时器A 可屏蔽 定时器A CCIFG1~2 , 可屏蔽 TAIFG P1 P1IFG.0~7 可屏蔽 URXIFG1 串口1接收 可屏蔽 UTXIFG1 串口1发送 可屏蔽 P2 P2IFG.0~7 可屏蔽
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MSP430F149 字模块的空间分配
地址 0H~1FFH 1E0H~1EFH 1D0H~1DFH 0H~1CFH 1B0H~1BFH 0H~1AFH 190H~19FH 180H~18FH 说明 保留 保留 保留 保留 保留 ADC12控制和中断 定时器B 定时器B 地址 170H~170H 160H~16FH 150H~15FH 140H~14FH 130H~13FH 120H~12FH 110H~11FH 100H~10FH 说明 定时器A 定时器A ADC12转换 ADC12转换 硬件乘法器 看门狗、FLASH控 制 保留 保留
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堆栈指针SP总是指向堆栈的顶部。系统在将数据 压入堆栈时,总是先将堆栈指针SP的值减2,然 后再将数据送到SP所指的RAM单元。将数据从 堆栈中弹出正好与压入过程相反;先将数据从SP 所指示的内存单元取出,再将SP值加2。
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举例: MOV 2(SP), R6 ;将内存单元I2中的数放到R6中 MOV R7, 0(SP) ;将R7中的数放到栈顶所在单元(I3)中 PUSH #0123h ;将SP的值减2,再将#0123h放到SP所指向的单元中。 POP R8 ;将SP所指向单元中的数(#0123h)放到R8中,再将SP的 值加2
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OscOff-Oscillator Off;SCG0-System Clock Generator;V-Overflow bit
(4) 常数发生器CG1和CG2
寄存器 As 常数 说明
R2
R2 R2
00
01 10
--------(0) 00004H
寄存器模式
绝对寻址模式 +4位处理
R2
R3 R3
RAM空间还可以进行运算,如:
MOV.B #33H, &220H; 执行后地址220H的内容为33H ADD.B #22H, &220H; 执行后地址220H的内容为55H
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3.4.2 程序存储器ROM
程序ROM区为0FFFFH以下一定数量存储空间, 可存放指令代码和数据表格。程序代码必须偶地 址寻址。 程序代码可分为三种情况:中断向量区、用户程 序代码及系统引导程序(个别器件有,如FLASH 型 )。
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3.1 MSP430x14x结构概述
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硬件结构具有以下特点:
超低功耗结构,能够延长电池生存周期。RAM保 持方式下电流为0.1μA,等待方式时电流为 0.8μA,活动状态时电流也仅为250μA/MIPS。 高性能的模拟器件可以用于精确测量。集成12位 200Kbps的A/D转换器,自带采样保持。 16位RISC中央处理器,125ns指令周期。可以 用较少的代码空间实现高性能的应用。 在系统可编程的FLASH,为开发编程提供便利。
第3章 MSP430单片机硬件 结构及原理
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本章内容
3.1 MSP430x14x结构概述 3.2 MSP430x14x的主要特性和外部引脚 3.3 MSP430单片机的中央处理器 3.4 MSP430单片机的存储器结构 3.5 MSP430时钟模块与低功耗结构 3.6系统复位和初始化 3.7 中断系统
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00 01
00008H
00000H 00001H
+8位处理
0字处理 +1
R3
R3
10
11
00002H
0FFFFH
+2位处理
-1位处理
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举例:单操作数指令 CLR dst ;将dst单元清零 这不是内核指令,而是一条模拟指令,汇编器将 As=00,R3=0,用 MOV R3,dst 来模拟。
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3.4.1 MSP430存储空间结构
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MSP430不同系列器件的存储空间分布有很 多相同之处:
中断向量被安排在相同的空间:0FFE0~0FFFFH; 8位、16位外围模块占用相同范围的存储器地址; 所有器件的特殊功能寄存器占用相同范围的存储器地 址:00H~0FH; 数据存储器开始于相同的地址,即从0200H处开始; 代码存储器的最高地址都是0FFFFH。
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MSP430F15X/F16(1)X 系列
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MSP430F15X/F16(1)X 系列
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MSP430X41X系列
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MSP430F43X系列
13
MSP430F44X系列
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3.3 MSP430单片机的中央处理器
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MSP430CPU的主要特征
RISC指令集,27条内核指令和7种寻址模式 寄存器资源丰富 寄存器操作为单周期 16位地址总线 常数发生器 直接的存储器到存储器访问 位、字和字节操作方式
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3.4.3 外围模块寄存器
MSP430系列单片机外围模块的寻址被安排在 0010H~01FFH这一区域,都可以用软件访问和 控制。 MSP430可以象访问普通RAM单元一样对这些寄 存器进行操作。这些寄存器也分为字节结构和字 结构。 地址空间0100H~01FFH安排字结构,地址空间 0010H~00FFH安排字节模块,地址空间 0000H~000FH保存特殊功能寄存器。
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举例
MOV.B #20H, &221H; 执行后221H单元的内容为20H MOV.B #324H, &221H; 执行后221H单元的内容为24H MOV.W #3234H, &222H; 执行后222H单元的内容为 34H,223H单元的内容为32H MOV.W #324H, &221H; 执行后221H单元的内容为03H, 220H单元的内容为24H
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(3) 状态寄存器SR
0 C 进位标志。当运算结果产生进位时置位,否则复位。
1 Z 2 N 3 GIE
4 CPUOff
零标志。当运算结果为零时Z置位,否则Z复位。 负标志。当运算结果为负时N置位,否则N复位。 中断控制位。控制可屏蔽中断,当GIE置位CPU可响 应可屏蔽中断,否则不响应可屏蔽中断。 置位CPUOff位可使CPU进入关闭模式,可用所有允 许的中断将CPU唤醒。
C-Carry bit ;Z-Zero bit;N-Negative bit;GIE-General Interrupt Enable
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5
6 7 8
9~15
OscOff 置位OscOff位可使晶体振荡器处于停止状态, 同时CPUOff也需置位。可用外部中断或者 NMI唤醒。 SCG0 SCG0置位关闭SMCLK,与SCG1一起控制系 统时钟发生器的4种状态。 SCG1 SCG1置位关闭DCO发生器,与SCG0一起控 制系统时钟发生器的4种状态。 V 溢出标志。当运算结果超出有符号数范围时 置位。溢出情况如下: 正数 + 正数 = 负数 负数 + 负数 = 正数 正数 - 负数 = 负数 负数 - 正数 = 正数 保留未用。
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3.4.1 数据存储器RAM
MSP430的数据存储器位于存储器地址空间的 0200H以上,这些存储器一般用做数据的保存与 堆栈,同时也是数据运算的场所,特殊场合还可 以用作程序存储器。 可以字操作也可以字节操作,通过指令后缀加以 区别。 字节操作可以是奇地址或者是偶地址,在字操作 时,每两个字节为一个操作单位,必须对准偶地 址。
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存储空间的分布也存在一些差异:
不同型号器件的代码存储器容量不一样; 代码存储器的起始地址不一样,每一种器件的代码存储器 的起始地址为 起始地址 = 10000H — 该器件的代码容量 仅FLASH型有信息存储器,而且不同的器件地址也不一 样,但容量都是256B 仅FLASH型有引导存储器,而且不同器件的地址也不一 样,但容量都是1KB 各器件数据存储器的末地址也不一样,其末地址为 末地址 = 该器件数据RAM容量 + 0200H 中断向量的具体内容因器件不同而不同; 所有器件的8位、16位外围模块地址范围内的具体内容因 器件不同而不同。
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举例: MOV #LABLE,PC ;跳转到地址LABLE开始执行 MOV LABLE,PC ;程序开始执行的地址为LABLE所在内存中的数 MOV @R14,PC ;程序开始执行的地址为寄存器R14中的数
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(2)堆栈指针SP
系统堆栈在系统调用子程序或进入中断服 务程序时,能够保护程序计数器PC. 然后将子程序的入口地址或者中断矢量地 址送程序计数器,执行子程序或中断服务 程序。 子程序或者中断服务程序执行完毕,遇到 返回指令时,将堆栈的内容送到程序计数 器中,程序流程又返回到原来的地方,继 续执行. 此外,堆栈可以在函数调用期间保存寄存 器变量、局域变量和参数等。