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主要内容

主要内容. Msp430 单片机简介 Msp430 单片机的结构及主要模块 Msp430 单片机的具体应用 — 位移测量装置. 1 、 MSP430 单片机简介. 主要内容. MSP430 单片机的主要特性 MSP430 单片机系列种类 MSP430 单片机的应用领域 Msp430 单片机的开发工具 Msp430 的相关学习资料. MSP430 单片机.

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Presentation Transcript

  1. 主要内容 • Msp430单片机简介 • Msp430单片机的结构及主要模块 • Msp430单片机的具体应用 —位移测量装置

  2. 1 、MSP430单片机简介

  3. 主要内容 • MSP430单片机的主要特性 • MSP430单片机系列种类 • MSP430单片机的应用领域 • Msp430单片机的开发工具 • Msp430的相关学习资料

  4. MSP430单片机 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。

  5. MSP430单片机的主要特性 • 高集成度 10bit SAR ADC （200ksps） 12bit SAR ADC （200ksps） 12bit DAC OP AMP，PGA，LCD DRIVER ， 硬件乘法器、 DMA etc. • 超低功耗 0.1 A掉电模式 0.8 A等待模式 250 A /1MIPS （1 S时钟唤醒时间） 50nA 端口漏电流 • 16bit RISC CPU 27条核心指令 7种寻址模式

  6. MSP430单片机的主要特性 • 容易使用 基于JTAG的嵌入式仿真 便宜的开发工具 应用文档比较多 • 代码安全 硬件熔丝结构 BSL升级，密码错误自动擦除

  7. MSP430单片机系列种类 基于LCD MSP430 4xx： 基于闪存的MCU，提供1.8伏至3.6伏工作电压、 高达120kB的闪存/ROM和8 MIP (带有FLL+SVS) MSP430 3xx ： ROM/OTP 产品系列MCU，提供2.5伏至5.5伏工作电压， 高达32kB和4MIPS(带有FLL)

  8. MSP430单片机系列种类 非基于LCD MSP430x1xx： 基于闪存/ ROM的MCU提供1.8伏至3.6伏的工作电压、 高达60kB和8MIPS(带有基本时钟) MSP430F2xx： 基于闪存的MCU 提供1.8 伏至3.6 伏工作电压、掉电复位及 16MIPS(带有基本时钟) MSP430F5XX： 基于闪存的MCU 提供1.8 伏至3.6 伏工作电压、掉电复位及 18MIPS(带有基本时钟)

  9. MSP430单片机的应用领域 • 医疗和工业测量 葡萄糖和胆固醇浓度测量、温度计、ERG、心率监视器、脉搏血氧仪 工业测量： 电压电流、温度、压力、PH值…测量 • 传感设备 报警系统、烟雾探测器、智能家居、无线资产管理、无线传感器

  10. MSP430单片机的应用领域 • 日常公用测量 水表、气表、自动抄表、先进电表网络基础设施、热分配表 • 便携式消费 无线鼠标和键盘、触摸按键、 手机、数码相机、MP3 电动牙刷、剃须刀、运动手表等

  11. Msp430单片机的开发工具 硬件： PC机、 MSP430 JTAG 仿真器、 并口线(USB)、用户板 PC机 用户板 JTAG 接口 JTAG调试器

  12. 软件：无限制版IAR集成开发环境

  13. Msp430的相关学习资料 • 基本特性说明PDF文档 包括 pin designation / functional block / terminal functions / absolute maximum ratings / operating conditions • 用户手册PDF Msp430xxxx family user’s guide （关于寄存器的具体说明） • 光盘附带的示例程序 • Msp430学习论坛 • 相关书籍

  14. 了解到使用430单片机的学习过程 1、了解所用430单片机型号的内部模块资源。 2、结合实际分析要使用的模块资源。 3、针对具体模块学习相关示例代码。 4、修改代码形成自己的子程序。 5、将不同子程序整合成完整系统程序。

  15. 2 、MSP430内部结构　和各模块简要介绍

  16. MSP430内部结构 • 以msp430f247为例

  17. Msp430的引脚图 引脚具体说明见terminal functions表格

  18. 各模块简要介绍— 1、CPU • 16-BIT RISC architecture 源操作数7种寻址模式，目标操作数4种寻址模式 • 16个寄存器（见右图），寄存器间传送数据在1个CPU clock内完成 • R0~R3是专用寄存器PC、SP、SR、CG，其余为通用寄存器

  19. 各模块简要介绍— 1、CPU • 51条指令（27条核心指令、24条仿真指令）。分为单操作数、双操作数以及相对跳转三种类型。 指令集略

  20. 各模块简要介绍— 2、工作模式 MSP430单片机的各个模块都可以独立运行，如定时器、输入/输出端口、A/D转换、看门狗、液晶显示器等都可以在CPU休眠的状态下独立工作。若需要主CPU工作，任何一个模块都可以通过中断唤醒CPU，从而使系统以最低功耗运行。 让CPU工作于突发状态可以充分利用CPU的低功耗性能。通常，使用软件将CPU设定到某一低功耗模式，在需要时使用中断将CPU从休眠状态中唤醒，完成工作后又可以进入相应的休眠状态。

  21. 430单片机包括1种活动模式和5种低功耗模式

  22. 不同模式下电流消耗：

  23. 各模块简要介绍— 3、msp430f247的 中断向量表（部分）

  24. 各模块简要介绍—4、Msp247的存储器组织

  25. 各模块简要介绍—5、Msp430f247的基准时钟系统 基准时钟可由以下方式提供： • LFXT1CLK：400kHz～16MHz的低频/高频晶振，通常外接32768HZ的表晶或外部时钟信号等 • XT2CLK：400kHz～16MHz，优化了高频特性 的振荡器，接标准晶振或外部时钟。 • DCOCLK：内部数控RC振荡器（DCO） • VLOCLK：12kHz的低频/低功耗振荡器

  26. 各模块简要介绍—5、Msp430f247的基准时钟系统 基准时钟提供如下信号： 系统主时钟MCLK：供CPU或高速外设使用，可以选择任一振荡源，并进行1、2、4、8分频作为信号源。 子系统时钟SMCLK:供高速外设使用,可以选择任一振荡源，并进行1、2、4、8分频作为信号源。 辅助子时钟ACLK:供低速外设使用,只能选择LFXT1进行1、2、4、8分频作为信号源。

  27. 各模块简要介绍—5、Msp430f247的基准时钟系统 系统复位后： MCLK和SMCLK由DCO提供， ACLK由LFXT1提供 以下是DCO设置程序： 读取0x10f9和0x10f8两个地址里面16MHzDCO常数分别装入BCSCTL1和DCOCTL两个寄存器 //设定DCO为16MHZ ： BCSCTL1 =CALBC1_16MHZ; DCOCTL =CALDCO_16MHZ; 可选频率1M、8M、12M、16M

  28. 各模块简要介绍—6、digital I/O • 有6个8bit I/O口 P1~P6 • 每个口都可以被配置为输入口或输出口 • P1口和P2口具有外部中断的功能，P1口的所有口线共用一个中断向量，使用各自不同的标志位，P2口类似。

  29. 各模块简要介绍—6、digital I/O • 重要寄存器 输入寄存器PxIN、 输出寄存器PxOUT、 方向寄存器PxDIR、 上拉/下拉使能寄存器PxREN PxSEL、 PxSEL2

  30. 各模块简要介绍—6、digital I/O 使用方法： （１）首先设置PxSEL、 PxSEL2 确定是作通用口还是作其他功能用 （２）若作通用I/O 口用，则再设置PxDIR 确定是输入还是输出， 若作通用I/O 口输出，则设置PxREN禁止上下拉 若作通用I/O 口输入，则设置PxREN使能上下拉 （３）若作其他功能使用，则设置PxREN使能上下拉电阻，同时也要指定其信号的输入输出方向（PxDIR）。　

  31. 各模块简要介绍—6、digital I/O 配置没有使用到的I/O引脚： 应被配置为I/O功能、输出方向、上拉/下拉电阻使能。这样可以减少系统的功耗。

  32. 各模块简要介绍—6、digital I/O 控制I/O口的实例： P1OUT |=BIT0; //置Ｐ1.0为１ P1OUT |=BIT0+BIT1+BIT7 ; //置P1.0、 P1.1 、 P1.7为１ P1OUT&=~BIT0 ; //置Ｐ1.0为0

  33. 各模块简要介绍—7、SVS • SVS—supply voltage supervisor SVS可以监视供电电压AVcc或外部电压，当发生欠压时置标志位并产生一个POR复位，门槛可以软件设置。

  34. SVS Block Diagram

  35. SVS特点： １、可以监视AVcc ２、可选择是否产生POR信号 ３、SVS比较器输出软件可访问 ４、可设置１４个比较门槛 ５、可监视外部电压。

  36. 各模块简要介绍—8、WDT+ 　　　主要功能是在程序跑飞时能够控制系统的重新启动，当不需要时可以禁止该功能，此时可以当成一个间隔计数器使用。 以下是关看门狗程序： WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //关看门狗 0x5A00 0x0080

  37. WDTCTL定义

  38. 各模块简要介绍—9、硬件乘法器hardware multiplier 该模块是430单片机的特色，乘法器完全用硬件实现，其工作与CPU完全独立，能够通过CPU指令对其进行读和写。 可完成16x16bits 、16x8bits、 8x16bits、 8x8bits

  39. 各模块简要介绍—10、Timer_A 概述：Timer_A是一个具有３个捕捉/比较模块的16bit定时/计数器，不仅能完成定时的基本功能，还能完成对计数值的捕捉功能，而且可以方便地输出多路PWM波形；其中断功能也很完善，支持定时器溢出中断、捕捉比较中断等多种类型，可方便实现定时、测频、输出PWM波形等多种功能。

  40. Timer_A Block Diagram

  41. Timer_A模式

  42. Timer_A模式—UP Mode

  43. Timer_A模式—Continuous Mode

  44. Timer_A模式—Up/Down Mode

  45. Timer_A的捕捉比较模块capture/compare blocks 有三个捕捉比较模块TACCR0、TACCR1、TACCR2，用于捕捉计数值和产生时间间隔。每个模块都有以下两种应用模式： capture mode 、 compare mode （取决于CAP）

  46. Timer_A的捕捉比较模块capture/compare blocks Capture mode: (CAP=1) 　　　外部信号的边沿或软件置位都可以触发一次捕捉，当捕捉发生时，计数值TAR被装入TACCRx，此外捕捉比较标志位CCIFG置１。

  47. Timer_A的捕捉比较模块capture/compare blocks Compare mode: (CAP=0) 　该模式用于产生ＰＷＭ信号，当计数值TAR等于TACCRx时，捕捉比较标志位CCIFG置１，ＥＱＵx＝１，从而影响output unit的输出（PWM）。

  48. Timer_A的捕捉比较模块capture/compare blocks 捕捉比较模块的7种输出模式： （output modes）

  49. Timer_A的捕捉比较模块capture/compare blocks 捕捉比较模块的7种输出模式 (以CCR1为例)

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