MSP430单片机硬件结构及原理讲解
MSP430内部结构
第3章 MSP430系列单片机结构 表3-3 MSP430存储空间分配
中断向量表 程序存储器
跳转控制表 数据表等
引导存储器(ROM)
数据存储器
16 位外围模块 8 位外围模块 特殊功能存储器
0FFFFH~0FFE0H
0200H~0FFDFH
0100H~01FFH 010H~0FFH 00H~0FH
第3章 MSP430系列单片机结构
3.2.2 堆栈指针SP MSP430的堆栈遵循的是先进后出的原
则,可以在中断处理、子程序调用或者函数 调用过程中保存程序的指针、参数寄存器等。
满递减堆栈
第3章 MSP430系列单片机结构
注意事项: 堆栈的大小受可用RAM的限制,堆
栈可能发生上溢或下溢。 堆栈指针的任何定位错误,都会使
第3章 MSP430系列单片机结构
第3章 MSP430系列单片机结构
3.1 MSP430系统复位与中断的结构 3.2 MSP430系列单片机的结构特点 3.3 MSP430系列单片机的存储器结构和地址空间 习题
第3章 MSP430系列单片机结构
3.1 MSP430系统复位与中断的结构
3.1.1 MSP430的系统复位
0200H以上,用于堆栈和数据的保存。数据存储器 可以字操作,也可以字节操作,通过指令后缀加以 区别。在字操作时,每两个字节为一个操作单元, 必须对准偶地址,如:
MOV.B #34H, &235H ;执行后235H单元内 容为34H
MOV.W #2336H, &234H ;执行后234H单元 内容为36H,执行后235H单元的内容为23H
15~9 8 7 6 。 5
4
3210
保留 V SCG1 SCG0 OSCOFF CPUOFF GIE N Z C
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
Msp430学习笔记一、简介图1基本结构图2pin designation结论:1.基本每个管脚都可以复用2.外围功能模块丰富端口介绍(32I/O pins)1.端口P1和P2具有输入、输出、中断和外部模块功能。
这些功能可以通过各自的7个控制寄存器的设置来实现。
(1)PxDIR输入输出方向寄存器rw(2)PxIN输入寄存器r(3)PxOUT输出寄存器r(4)PxIFG中断标志寄存器r(5)PxIES中断触发沿选择寄存器rw(6)PxIE中断使能寄存器rw(7)PxSEL功能选择寄存器rw2.其他端口:四个控制寄存器(除去中断相关)看看例程二、时钟部分1.时钟寄存器设置SCFQCTL系统时钟控制寄存器(倍频,反馈后默认是31,31+1=32)SCFI0系统时钟频率调整器0(锁频环反馈中的分频(实质最终是倍频))SCFI1系统时钟频率调整器1(自动控制调整,无需软件设置)FLL_CTL0FLL+控制器0(反馈中是否分频、选择LFXT1晶振的有效电容)FLL_CTL1FLL+控制器1(振荡器控制、时钟源对应的振荡器的选择,默认情况下:振荡器打开,MCLK选择DCOCLK,SMCLK选择DCOCLK)图时钟模块2.工作模式:One Active Mode、Five Power Saving ModesMSP430是一个特别强调低功耗的单片机系列,尤其适用于采用电池供电的长时间工作场合。
系统根据应用和节能使用不同的时钟信号,这样可以合理利用系统的电源,实现整个系统的超低功耗。
中断是MSP430微处理器的一大特色。
有效地利用中断可以简化程序,并且提高执行效率和系统稳定性。
几乎所有的msp430系统单片机的每个外围模块都能产生中断,为MSP430针对事件(外围模块产生的中断)进行的编程打下基础。
MSP430在没有事件发生时处于低功耗模式,事件发生时通过中断唤醒CPU,时间处理完毕后CPU再次进入低功耗模式,由于CPU运算速度和推出低功耗的速度很快,所以在应用中,CPU大部分时间都处于低功耗状态,使得系统的整体功耗极大地降低。
微机原理-MSP430体系结构
MSP430 CPU寄存器
• R2:状态寄存器(SR):
– 存储状态位和控制位; – CPU自动改变系统标志位;
– 保留位用来支持常量发生器.
15 14 13 12 11 10 9 8
7
Reserved for CG1
V SCG1
6 SCG0
5 OSCOFF
4 CPUOFF
3
210
GIE N Z C
• R1:堆栈指针(SP):
– 第一,用户可以使用堆栈存储数据,以便未来使用。(指令: 用 PUSH指令来存数据,POP指令来取数据);
– 第二,用户和编译器均可以使用堆栈为子函数传递参数 (PUSH、 POP用于调用函数,被调用的函数使用SP来计算偏移);
MSP430 CPU寄存器
• R1: 堆栈指针(SP) (续):
– 第三,系统进入子函数之前,把PC的值存储到堆栈中,从子函数 返回时,再取出堆栈中的值,重新赋值给PC;
– 第四,系统堆栈在系统进入中断服务程序时,首先保护程序计数 器(PC),然后将中断矢量地址送入程序计数器,再执行中断服务 程序。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,程序又回到原来的地方,继续执行。在函数 调用之前保存的寄存器变量、局部变量和参数都不会变。
所谓“集成开发环境”就是处理器的所有开发都在一个软 件里完成,包括工程管理、程序编译、代码下载、调试 等功能。
CCS支持所有TI公司推出的处理器,包括MSP430、ARM Cortex系列、C2000和DSP。
对于MSP430的开发,用的最多的是IAR公司的EW430。
TI公司在CCSV5之后的版本里,对MSP430的支持达到了全 新的高度。
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简介(超详细·)
msp430简介MSP430是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH 的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐.它采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器.具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块,片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6路P口、两路USART通信端口、一个比较器、一个DCO内部振荡器和两个外部时钟,支持8M 的时钟.由于为FLASH型,则可以在线对单片机进行调试和下载,且JTAG口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的相连,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作对环境和人体的辐射小,测量结果为100mw左右的功耗(电流为14mA左右),可靠性能好,加强电干扰运行不受影响,适应工业级的运行环境,适合与做手柄之类的自动控制的设备.我们相信MSP430单片机将会在工程技术应用中得以广泛应用,而且,它是通向DSP系列的桥梁,随着自动控制的高速化和低功耗化, MSP430系列将会得到越来越多人的喜爱.一、IO口(一)、P口端口寄存器:1、PxDIR 输入/输出方向寄存器(0:输入模式 1:输出模式)2、PxIN 输入寄存器输入寄存器是只读寄存器,用户不能对其写入,只能通过读取该寄存器的内容知道I/O口的输入信号。
3、PxOUT 输出寄存器寄存器内的内容不会受引脚方向改变的影响。
4、PxIFG 中断标志寄存器(0:没有中断请求 1:有中断请求)该寄存器有8个标志位,对应相应的引脚是否有待处理的中断请求;这8个中断标志共用一个中断向量,中断标志不会自动复位,必须软件复位;外部中断事件的时间必须>=1.5倍的MCLK的时间,以保证中断请求被接受;5、PxIES 中断触发沿选择寄存器(0:上升沿中断 1:下降沿中断)6、PxSEL 功能选择寄存器(0:选择引脚为I/O端口 1:选择引脚为外围模块功能)7、PxREN 上拉/下拉电阻使能寄存器(0:禁止 1:使能)(二)、常用特殊P口:1、P1和P2口可作为外部中断口。
电子10级《单片机MSP430》第2章1
25
在MSP430系列所有的单片机中,P1口、P2口总共16个 IO口均能引发中断。
PxIE用于设置每一位IO口的中断允许:0=不允许 1=允许
PxIES用于选择每一个IO口的中断触发沿:0=上升沿 1= 下降沿
在使用IO口中断之前,需要先将IO口设置为输入状态, 并允许该位IO中断,再通过PxIES寄存器选择上升沿触发 还是下降沿触发。如下例,将P1.5,P1.6和P1.7设置为中断 源,下降沿触发。
IFG1:中断标志寄存器1
OFIFG: 0 无中断申请;
1 晶振错误中断申请。
19
2.3 通用IO端口
IO口是微处理器系统对外界沟通的最基本部件,从基本的 键盘、LED到复杂的外设芯片等,都是通过IO口的输入输出 操作来进行的。 在MSP430系列中,不同的单片机IO口数量不同。体积最 小的MSP430F20xx系列中只有10个IO口,适合在超小型设备 中应用;功能最丰富的MSP430FG46xx系列中多达80多个IO 口,足够应付外部设备繁多的复杂应用。 在MSP430G2553单片机中,共有16个IO口,属于IO口较 少的系列。
23
/************************************************************ * STATUS REGISTER BITS ************************************************************/ #define C (0x0001) #define Z (0x0002) #define N (0x0004) #define V (0x0100) #define GIE (0x0008) #define CPUOFF (0x0010) #define OSCOFF (0x0020) #define SCG0 (0x0040) #define SCG1 (0x0080)
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。
430单片机讲稿
BTSSEL:计数器2的时钟选择位,与BTDIV一起来决定
BTSSEL、BTDIV:00 ACLK; 01 ACLK/256; 10 SMCLK;11 ACLK/256;
BTHOLD:基本定时器暂停位;0 常工作;1 计数器2暂停 BTDIV:控制分频位,与BTSSEL组合使用 BTFRFQx:fLCD频率控制位 00:f=ACLK/32; 01: /64
NMI:选择RST/NMI引脚功能,0:引脚为复位端; 1:引脚为边沿触发的非屏蔽中断输入
HOLD:停止看门狗定时器;0:激活
1: 停止计数
操作:通过WDTCTL寄存器中的TMSEL和HOLD控制为设 置WDT工作在看门狗、定时器、低功耗模式
2、基本定时器(BT): 向其它外围模块提供低频控制信号,可以是2个8位定时器 也可以是1个16位定时器 BTCNT1:计数单元1,只能以ACLK作为时钟源,输出可 作为液晶控制器的帧频,可由HOLD和DIV控制 BTCNT2:可直接访问的8位寄存器,可选择多个时钟源 BTCTL:控制寄存器 7 6 5 4 3 BTSSEL BTHOLD BTDIV BTFRFQx 2 1 BPIPx 0
ACCVIE:FLASH访问出错中断使能位 URXIE0:串口0接受中断使能位;置位使能串口0接受中断
UTXIE0:串口0发送中断使能位;置位使0001H 7 6 5 4 3 2 1 BTIE UTXIE1 URXIE1
0
BTIE:基本定时器中断使能位; URXIE1:串口1接受中断使能位;置位使能串口1接受中断 UTXIE1:串口1发送中断使能位;置位使能串口1发送中断 中断标志寄存器1(IFG1):地址0002H 7 6 5 4 3 2 1 0 UTXIFG0 URXIFG0 NMIIFG OFIFG WDTIFG 中断标志寄存器2(IFG2):地址0003H 7 6 5 4 3 2 1 BTIFG UTXIFG1 URXIFG1
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、
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经典例程讲解
这只是我在学习TI公司生产的16位超的功耗单片机MSP430的随笔,希望能对其他朋友有所借鉴,不对之处还请多指教。
下面,开始430之旅。
讲解430的书现在也有很多了,不过大多数都是详细说明底层硬件结构的,看了不免有些空洞和枯燥,我认为了解一个MCU的操作首先要对其基础特性有所了解,然后再仔细研究各模块的功能。
1、首先你要知道msp430的存储器结构。
典型微处理器的结构有两种:冯 ? 诺依曼结构----程序存储器和数据存储器统一编码;哈佛结构----程序存储器和数据存储器。
MSP430系列单片机属于前者,而常用的mcs51系列属于后者。
0-0xf特殊功能寄存器;0x10-0x1ff外围模块寄存器;0x200-?根据不同型号地址从低向高扩展;0x1000-0x107f seg_b0x1080_0x10ff seg_a 供flash信息存储,剩下的从0xffff 开始向下扩展,根据不同容量,例如149为60KB,0xffff-0x11002、复位信号是MCU工作的起点,430的复位型号有两种:上电复位信号POR和上电清楚信号PUC。
POR信号只在上电和RST/NMI复位管脚被设置为复位功能,且低电平时系统复位。
而PUC信号是POR信号产生,以及其他如看门狗定时溢出、安全键值出现错误是产生。
但是,无论那种信号触发的复位,都会使MSP430在地址0xffff处读取复位中断向量,然后程序从中断向量所指的地址开始执行。
复位后的状态不写了,详见参考书,嘿嘿。
3、系统时钟是一个程序运行的指挥官,时序和中断也是整个程序的核心和中轴线。
430最多有三个振荡器:DCO内部振荡器;LFXT1外接低频振荡器,常见的32768HZ,不用外接负载电容;也可接高频450KHZ-8M,需接负载电容;XT2接高频450KHZ-8M,加外接电容。
430有三种时钟信号:MCLK系统主时钟,可分频1/2/4/8,供CPU使用,其他外围模块在有选择情况下也可使用;SMCLK系统子时钟,供外围模块使用,可选则不同振荡器产生的时钟信号;ACLK辅助时钟,只能由LFXT1产生,供外围模块。
MSP430教程3:MSP430单片机硬件知识
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,MSP4 30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D A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MS P430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PUC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各功能模块的介绍
各个时钟信号源介绍如下:1、LFXT1CLK:低频/高频时钟源。
可以外接32768Hz的时钟芯片或频率为450KHz~8MHz的标准警惕或共振器。
2、XT2CLK:高频时钟源。
需要外接两个震荡电容器。
可以外接32768Hz的时钟芯片或频率为450KHz~8MHz的标准警惕或共振器和外部时钟输入。
较常用的晶体是8MHz的。
3、DCOCLK:内部数字可控制的RC振荡器。
MSP430单片机时钟模块提供3个时钟信号以供给片内各部分电路使用,这3个时钟信号分别是:(1)ACLK:辅助时钟信号。
ACLK是从LFXT1CLK信号由1/2/4/8分频器分频后得到的。
由BCSCTL1寄存器设置DIV A相应位来决定分频因子。
ACLK可提供给CPU外围功能模块做时钟信号使用。
(2)MCLK:主时钟信号。
MCLK是由3个时钟源所提供的。
它们分别是:LFXT1CLK、XT2CLK、和DCO时钟源信号。
MCLK主要用于MCU和相关模块做时钟。
同样可设置相关寄存器来决定分频因子及相关设置。
(3)SMCLK:子系统时钟。
SMCLK由2个时钟源信号提供,他们分别是XT2CLK 和DCO。
如果是F11或F11X1系列单片机,则由LFXT1CLK代替XT2CLK。
同样可设置相关寄存器来决定分频因子及相关的设置。
低频振荡器LFXT1:LFXT1支持超低功耗,它在低频模式下使用一个32768Hz的晶体。
不需要任何电容因为在低频模式下内部集成了电容。
低频振荡器也支持高频模式和高速晶体,但连接时每端必须加电容。
电容的大小根据所接晶体频率的高低来选择。
低频振荡器在低频和高频模式下都可以选择从XIN引脚接入一个外部输入时钟信号,但所接频率必须根据所设定的工作模式来选择,并且OSCOFF位必须复位。
高频振荡器LFXT2:LFXT2作为MSP430的第二晶体振荡器。
与低频相比,其功耗更大。
高频晶体真大气外接在XIN2和XOUT2两个引脚,并且必须外接电容。
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。
2
第2章 MSP430
MSP430F24x系列单片机功能结构示意图
3
MSP430F249单片机引脚图
第2章 MSP430
4
(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。
12
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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4
MSP430x14x主要包括以下功能部件:
1. 2. 3.
CPU 存储器: 外围模块:主要包括:时钟模块、 看门狗、定时器A、定时器B、比 较器A、串口0、串口1、硬件乘 法器、12位模数转换和端口等。
5
MSP430X11X系列
6
MSP430X12X系列
7
MSP430X13X系列
8
MSP430X14X系列
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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。
第3章 MSP430单片机硬件 结构及原理
1
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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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
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MSP430 CPU的寄存器
简写 功能
R0
R1 R2 R3
程序计数器PC,指示下一条将要执行的指令地址。
堆栈指针SP,指向堆栈栈顶 状态寄存器SR/常数发生器CG1 常数发生器CG2
R4
…… R15
通用寄存器
…… 通用寄存器
18
(1)程序计数器PC/R0
程序计数器是MSP430 CPU中最核心的寄存器, 指示出下一条即将执行的指令的地址。 程序计数器PC的内容总是偶数,指向偶字节地址. 程序计数器PC可以像其他寄存器一样用所有指令 和所有寻址方式访问,但对程序存储器的访问必须 以字为单位,否则会清除高位字节。 程序计数器PC的变化的轨迹决定程序的流程. 程序计数器PC的宽度决定了存储器可以直接寻址 的范围。 MSP430的程序计数器是16位的计数器,,最多 直接寻址的存储空间高达64KB。
9
MSP430F15X/F16(1)X 系列
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MSP430F15X/F16(1)X 系列
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MSP430X41X系列
12
MSP430F43X系列
13
MSP430F44X系列
14
3.3 MSP430单片机的中央处理器
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MSP430CPU的主要特征
Hale Waihona Puke 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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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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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
2
3.1 MSP430x14x结构概述
3
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。
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) 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。