MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践

MSP430开发环境：IAR Embedded Workbench for MSP430
Company Information Company Name Address Country Email Phone URL IAR Systems IAR Systems AB SE-750 23 Uppsala Strandbodgatan Sweden info@iar.se +1 46 18 167800 http ://www.iar.com/locations
函数Байду номын сангаас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 }
C语言程序设计： (3)函数的定义 与调用
C语言程序设计： (3)函数的定义与调 用

中断类型
系统复位 POR （Power On Reset）上电复位
由Brownout 复位电路产生 由RST/NMI引脚产生
PUC
（Power Up Clear）上电清除
由POR信号产生
看门狗溢出 看门狗安全键值出错 FLASH安全键出错
（非）可屏蔽中断——不能使用全局中断使位

MSP430单片机结构
MSP430单片机结构
16位CPU通过总线连接到存储器和外围模块 MSP430结构 (冯· 诺伊曼结构)。 通过JTAG接口进行实时嵌入式仿真处理。 多种低功耗工作模式。 8/16位数据宽度，数据处理更为有效。 硬件乘法器。 丰富的片上外设。

MSP430系列单片机主要功能部件：
C语言程序设计：（2）结构化程序设 循环语句 计
do 语句 while（条件表达式） 先执行一次循环体的语句，再判断条件是 否满足，以决定是否再执行循环体。下面 的程序将数组BUFF[20]中的全部数据相加。 int x=0; char i=0; do{ x =BUFF[i] + x; i=i+1;
POP PC
返回程序流程
MSP430F149 Flash ROM
512B
512B
256B 128B 128B
MSP430 8位外围模块寄存器
MSP430 16位外围模块寄存器
MSP430 特殊功能寄存器（SFR）
MSP430 特殊功能寄存器（SFR）
MSP430 特殊功能寄存器（SFR）

单片机的特点

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，因而能获得最佳性能价格比。


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
单片机的应用
MSP430系列单片机
C语言程序设计：（2）结构化程序设 goto语句 计
goto 语句常用于跳转到一个固定的地址标 号。其中固定的地址标号是一个带“：” 的标志符。比如： …… MM：…… …… goto MM ……
C语言程序设计：（2）结构化程序设 返回语句 计
return(表达式）； 该语句主要用于函数的返回参数。“表达 式”为返回值。
MSP430 CPU的主要特征


精简指令集高度正交化 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
MSP430 CPU内部寄存器—PC/R0
MSP430 CPU内部寄存器—SP/R1
MSP430 CPU内部寄存器—SR/R2
MSP430 CPU内部寄存器—CG1/R2 and CG2/R3
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
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设 系统工作稳定 方便高效的开发环境
MSP430系列单片机命名 规则
MSP430 F
14 9 A I
PM
MSP430单片机结构
MSP430单片机结构概述 MSP430系列产品 无LCD驱动系列产品 有LCD驱动系列产品 MSP430 CPU结构和特点 MSP430存储器和地址空间 程序存储器 数据存储器
MSP430系列16位超低功 耗单片机原理与实践
概述 MSP430单片机结构 MSP430指令系统与程序设计 MSP430单片机的片上外设 MSP430单片机接口应用

参考资料： •谢兴红等。MSP430单片机基础与实践。北京航空航天大学出版社，2008 •曹磊。 MSP430单片机C程序设计与实践。北京航空航天大学出版社，2007 •www.ti.com.cn •www.lierda.com •www.microcontrol.cn/bbs/Boards.asp •www.mcu430.cn
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
EW for MSP430
MSP430 硬件乘法器
MSP430指令系统与程序设计
指令系统概述 寻址方式 指令系统介绍 数据传送类指令 数据运算类指令 逻辑操作指令 位操作指令 跳转与程序流程的控制类指令

MSP430单片机软件开发流程
MSP430开发系统

MSP430电路板（带JTAG或BSL端口） 仿真器（并口/USB口）或BSL编程器 IAR Embedded Workbench for MSP 430，简称 EW430

主要语句类型：
条件语句
开关语句
循环语句
C语言程序设计：（2）结构化程序设 条件语句 计
语句表达形式有3种(a、b、c)： ［a］ if(条件表达式) 语句 ［b］ if(条件表达式) 语句 1 else 语句2 ［c ］ if(条件表达式) 语句 1 else if(条件表达式)
C语言程序设计：（2）结构化程序设 开关语句 计
指令系统概述
MSP430系列单片机：非完全意义的RISC处 理器 采用指令正交技术

只有27条内核指令以及24条仿真指令 指令长度不固定
源操作数有7种寻址方式
目的操作数有4种寻址方式 指令周期数有变化

RISC和CISC
寻址方式

7种寻址方式
指令集
指令集
指令集
MSP430开发流程

在16个寄存器中R2与R3为常数发生器，利用 CPU的27条内核指令配合常数发生器可以生 成一些简洁高效的模拟指令。
MSP430存储器结构和地址空间
01000H 0FFFH 0C00H 09FFH
BSL
存储单元字节地址
MSP430存储器结构和地址空间
MSP430中断向量表
MSP430单片机的中断系统
MSP430单片机片上外设
时钟模块 低功耗结构 MSP430各种端口 定时器 FLASH存储器模块 比较器A MSP430系列通用串行通信模块 MSP430的A/D转换模块
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
IAR Embedded Workbench®

IAR Embedded Workbench® - Build and debug your application
IAR Embedded Workbench is a set of development tools for building and debugging embedded applications using assembler, C and C++. It provides a completely integrated development environment including a project manager, editor, build tools and debugger. IAR Embedded Workbench for MSP430 provides extensive support for all MSP430 devices,
硬件准备 编写源代码
仿真调试
修改程序 软件不满意
修改硬件 硬件不满意
满意？
满意
结束
程序设计

MSP430开发调试过程
1、建立工程项目 2、编写源代码 3、将源代码添加到项目文件 4、选择器件
5、选择仿真方式
6、编译下载代码到芯片 7、仿真调试
C语言程序设计：（1）数据类型
C语言程序设计：（2）结构化程序设 三种程序结构：顺序、分支、循环 计
Company Overview IAR Systems is the world's leading provider of software tools for embedded systems that enable large and small companies to develop premium products based on 8-, 16-, and 32-bit microcontrollers.
switch(表达式) { case 常量表达式1:语句1 break; case 常量表达式2:语句2 break; case 常量表达式3:语句3 break; ……
C语言程序设计：（2）结构化程序设 循环语句 计
while(条件表达式) 语句； 当条件满足时，就反复执行后面的语句， 一直执行到条件不满足时。以软件延时程 序为例说明该语句是如何执行的。 void delay(long n) { while(n!=0)n--; }


CPU：MSP430系列单片机的CPU和通用微处理器基 本相同，只是在设计上采用了面向控制的结构和指 令系统。MSP430的内核CPU结构是按照精简指令集 (RISC)和高透明的宗旨而设计的，使用的指令有硬 件执行的内核指令和基于现有硬件结构的仿真指令。 这样可以提高指令执行速度和效率，增强了MSP430 的实时处理能力。 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
C语言程序设计：（2）结构化程序设 循环语句 计
for([ 初值设定表达式 ] ； [ 循环条件表达 式]；[条件更新表达式])语句 for 语句常用于需固定循环次数的循环。 下面的程序段同样实现将数组BUFF[20]中 的全部数据相加的功能。 int x=0; char i=0; for(i=0;i<20;i++) x =BUFF[i] + x;