MSP430 单片机中文开发手册(中文版)

所需积分/C币:48 2018-04-09 10:49:16 4.44MB PDF
39
收藏 收藏
举报

MSP430 单片机中文开发手册,对于初学者很有帮助,对于开发者也可以查询
第一章MSP430单片机概述 MSP430系列单片机是关国德州仪器(T)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 Pocessor)。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。 1.1MSP430系列单片机的特点 虽然MSP430系列单片机推出时间不是很长,但由于其卓越的性能,在短短几年时间里发展极为迅速 应用也日趋广泛。MSP430系刎单片机针对各种不同应用,包括一系列不同型号的器件。主要特点有: 1.超低功耗 MSP430系列单片机的电源电压米用1.8~3.6∨低电压,RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA,活动模 式耗电250pA/ MIPS(MIPS:每秒百万条指令数),1O输入端口的漏电流最人仅50nA。 MSP430系列单片机有独特的时钟系统设计,包括两个不同的时钟系统:基本时钟系统和锁频环(FL 和FLL+)时钟系统或Dc○数字振荡器时钟系统。由时钟系统产生CPU和各功能模块所需的时钟,并且这 些时钟可以在指令的控制下打开或关闭,从而实现对总体功耗的搾制。由于系统运行时使用的功能模块不 同,即采用不同的工作模式,芯片的功耗有明显的差异。在系统中共有种活动模式(AM和5种低功耗模式 (LPMo~LPM4)。 另外,MSP430系列单片机采用矢量中断,支持十多个中断源,并可以任意嵌套。用中断请求将CPU 唤醒只要6υs,通过合理编程,既以降低系统功耗,又可以对外部事件请求作岀快速响应 在这里.需要对低功耗问题作一些说明 首先,对一个处理器而言,活动模式时的功耗必须与其性能一起来考察、衡量,忽略性能来看功耗是 片面的。在计算机体系结构中,是用W/MIPS(瓦特/百万指令每秒)来衡量处理器的功耗与性能关系的 这种标称方法是合理的。MSP430系列单片机在活动模式时耗电250uA/MPS,这个指标是很高的(传统 的Mcs51单片机约为10~20mA/MIPS)。其次,作为一个应用系统,功耗是整个系统的功耗,而不 仅仅是处理器的功耗。比如,在一个有多个输入信号的应用系统中,处理器输入端口的漏电流对系统的耗 电影响就较人了。MSP430单片机输入端口的漏电流最人为50nA,远低于其他系列单片机(一般为卜10uA)。 另外,处理器的功耗还要看亡内部功能模块是否可以关闭.以及模块活动情况下的耗电.比如低电压 监测电路的耗电等。还要注意,有些单片机的某些参数指标中.虽然典型值可能很小,但最大值和典型值 MsP430系列单片机堪称目前世界上功耗最低的单片机,其应用系统可以做到用·枚电池使用10年。 2.强大的处理能力 MSP430系列单片机是16位单片机,采用了日前流行的、蜘受学术界好评的精简指令集(RlSC)结构, 个时钟周期可以执行一条指令(传统的MCS51单片机要12个时钟周期才可以执行一条指令),仗 MSP430在⑧MHz晶振工作时,指令速度叫达8MIPS(注意:同样8MIPS的指令速度,在运算性能上16 位处理器比8位处理器高远不止两倍)。不久还将推出25~30MPS的产品。 同时,MSP430系列单片机中的某些型号,采用了一股只有DsP中才有的16位多功能硬件乘法器、 硬件乘,加(积之和)功能、DMA等一系列先进的体系结构,大大增强」它的数据处理和运算能力,可以有 效地实现一些数字信号处理的算法(如FFT、DTMF等)。这种结构在其他系列单片机中尚未使用。 3 3.高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 MSP430系列单片机结合T的高性能模拟技术,各成员都集成了较丰富的片内外设。视型号不同可 能组合有以下功能模块:看门狗(WDT,模拟比较器A,定吋器A( Timer A),定吋器B( Timer b),串∏0、 1( USART0、1),使件乘法器,液晶驱动器,10位,12,14位ADC,12位DAC,1C总线,直接数据存 取(DMA),端口1-6(P1-P6),基本定时器( Basic Timer)等 其中,看门狗可以在程序失控吋迅速复位:模拟比较器进行模拟电压的比较,配合定吋器,可设计出 高精度(10~11位)的AD转换器:16位定时器( TimeTa和 Timer)具有捕获,比较功能;大量的捕获,比 较寄存器,可用于事件计数、时序发生、PWM等;多功能串口( USART)可实现异步、同步和1C串行通 信,可方使地实现多机通信等应用;具有较多的O端口,最多达6杋8条MO口线,IO输岀时,不管是灌 电流还是拉电流,每个端口的输岀晶体管都能够限制输出电流(最人约25mA),保证系统安仝:Pl、P2端 口能够接收外邙上升沿或下降沿的中新输入;12位AD转换器有较髙的转换速率,最髙可达200Kb/s 能够满足大多数数据釆集应用:LCD驱动模块能直接驱动液晶多达160段;F15和F16系列有两路12 位高速DAC,可以实现直接数字波形合成等功能:硬件1c串行总线接口可以扩展1C接口器件:DMA 功能可以提高数据传输速度,派轻CPU的负荷。 MSP430系列单片机的丰富片内外设,在目前所有单片机系列产品中是非常突出的,为系统的单片解 决方案提供了极大的方便 4.系统工作稳定 上电复位后,首先由 DCO CLK启动CPU,以保证程序从正确的位置开始执行,保证晶体振荡器有 足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果品休振 荡器在用做CPU时钟MCLK时发生故障,DCO会自动启动,以俣证系统正常工作。这种结构和运行机制, 在目前各系列单片机屮是绝无仅有的。另外,MSP430系列单片机均为工业级器件,运行环境温度为 40~+85"C,运行稳定、可靠性高,所设训的产品适用于各种民用和工业环境。 5.方便高效的开发环境 目前MsF430系列有OTF型、 FLASH型和ROM型3种类型的器件,国内大量使用的是 FLASH型。这 些器件的开发手段不同,对于○TF,型和ROM型的器件是使用专用仿真器开发成功之后再烧写或掩膜芯 片。对于 FLASH型则有十分方便的开发调试环境.因为器件片内有JTAG调试接口,还有可电擦写的 凡LASH存储器,囚此采用先通过JTAG接口下载程序到 FLASH内,再由JTAG接口控制程序运行、读 取片内CPU状态,以及存储器内容等信息供设计者调试,整个开发(编译、调试)都可以在同一个软件集成 环境中进行。这种方式只需要·台PC机和·个JTAG调试器,而不需要专用仿頁器和编程器。开发语言 有汇编语言和C语言。日前较好的软件开发工具是 AR WORKBENCH V3.10。这种以 FLASH技术、JTAG 调试、集成开发环境结合的开发方式,具有方便、廉价、实用等优点,在单片机开发屮还较为少见。其他 系列单片机的川发般均需要专用的仿真器或编程器。另外,2001年Ⅱ公司又公布了 BOOTSTRAP技 术,利用它可在保密熔丝烧断以后,只要几根硬件连线,通过软件口令字(熔码),就可更改并运行内部的 程序,这为系统固件的升级提供了又一方便的手段。 BOOTSTRAP具有很高的保密性,口令字可达32个 字节长度。 1.2MSP430系列单片机的发展和应用 T公司从1996年推出MSP430系列开始到2000年初,推出了33X32X、3等几个系列。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。每个系刎有ROM型(c)、OTP 型(門P)和 EPROM型(E)等芯片。 EPROM型的价格昂贵,运行环境混度范围窄,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。MSP430的3XX系列,在国内几乎没有使用。随着 FLASH技术的迅速发展, T公司也将这一技术引入MsP430系列单片机中。2000年推出了F11×/11x1系列,这个系列采用20 脚封装,内存容量、片上功能和MO引脚数比较少,但是价格比较低廉。在2000年7月推出了带ADC或 硬件乘法器的F13x、F14x系列。在2001年7月到2002年又相继推出∫带LCD控制器的F4κ、F43 F44x。T在2003到2004年期间推出了F15X和F16X系列产品。在这一新的系列中,有了两个方面的发 展。一是增加了RAM的容量,如F1611的RAM容量增加到了10KB,这样就可以引入实时操作系统(RTOS) 或简单文件系统等。二是从外围模块来说,増加了PC、DMA、DAC12和SVS等模块。近两年,T公司 针对某些特殊应用领域,利用MsP430的超低功耗特性,还推出了些专用单片机,如专门月于电量计量的 MSP430FE42x,用于水衣、气衣、热表等具有无磁传感模块的MsP430FW42x,以及用于人体医学监护(血 糖、血压、脉搏等)的MSP430FG42X单片机。用这些单片机来设计相应的专用产品,不仅具有MSP430 的超低功耗特性,还能大大简化系统设计。根据T在MsP430系列单片机上的发展计划.在今后将陆续 推出性能更高、功能更强的F5XⅩ系列,这¨系列单片机运行速度可达25-30MPS,并具有更大的 FLASH(128KB)及更丰富的外设接|SP(CAN、USB等) MSP430系列单片机不仅可以应用于许多传统的单片机应用领域,如仪器仪表、自动控制以及消费品 领域,更适合用」一些电池供电的低功耗产品,如能量表(水表、电表、气表等)、手持式设备、智能传慼 器等,以及需要较高运算性能的智能仪器设各 第二章MSP430F169单片机简介 2.1特点 ■工作电压范围:1.8~36V 超低功耗: 活动模式:330uA,@1MHz,2.2V 待机模式:1.1uA 关闭模式(RAM保持):02uA 5种省电模式 ■从等待方式唤醒时间:6us ■16位RSC结构,125ns指令周期 内置三通道DMA ■12位A/D带采样保持内部参考源 ■双12位D/A同步转换。 ■16位定时器 Timer a。 ■16位定时器 Timer b ■片内比较器A 串行通信 USARTO(UART、SP、12C)接口 串行通信 USART(UART、SP|)接口 ■具有可编程电平检测的供电电压管理器,监视器 欠电压检测器 ■ Bootstrap loader 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 22器件系列 ■MsP430F167:32KB+256 B flash存储器1 KB RAM ■MSP430F168:48KB+256 B flash存储器2 KB RAM ■MSP430F169:60KB+256 B flash存储器2 KB RAM ■MsP430F1610:32KB+256 B flash存储器5 KB RAM ■MsP430F1611:48KB+256 Flash存储器10 KBRAM MsP430F1612:55KB+256 B flash存储器5 KB RAM 23封装和引脚图 MsP430F167,MSP430F168,MSP430F169 PM PACKAGE (TOP VIEW) Oc Os0on ○e4636261605958575655545352515049 DVcC 48 P5.4/MCLK P63A32 47[P53CLK1 P64A4凵3 46P52/SOM1 P65/A5 45[P51/sMo1 P6.6/A6DACO[5 44[P50STE1 P6.7/A7/DAC1/SVSIN 6 43[ P4.7/TBCLK vREF+口7 42P4.6/96 XIN 41[P45/TB5 XOUT口9 40囗P44/TB4 PREF+H 10 39P43TB3 REF-/eREF 38[P42/TB2 P1.0/TACLK[12 37P41TB1 P1.1TA013 36囗P40TB0 P12/A1u14 35 P3.7/URXD1 P13TA215 34 P3.6/UTXD1 P1.4/SMCLK16 33 P3.5/URXDO 17181g20212223242526272829303132 ■■■■■■■■■■■m a 00820 MsP430F1610,MSP430F1611,MSP430F1612 PM PACKAGE TOP VIEW) ○64636261605958575655545352515049 DVcc 48 P5.4/MCLK P6.3/ 470 P5. 3/UCLK1 P64A口3 46 P5.2/SOMI1 P65/A54 5 P5. 1/SIM01 P6.6/A6/ DACO[5 44口P50TE1 P6.7/A7/DAC1/SVSIN [6 43囗P47 TBCLK P4.6/TB6 XIN[ 8 41凵P45/TB5 XoUT[g 40P44/B4 10 39P43/TB3 VREF-/VeREF- 11 38P42/B2 P10 TACLK囗12 37P41/B1 卩11/IAO P4.0/TB0 P12TA114 35囗P37URXD1 1.3/TA2凵15 P3. 6/UTXD1 P1.4/SMCL 1781920212223242526272829303132P35儿URXD0 n■m 8是a88 8 2.4结构原理框图 入 N XCUT DVCC DVss AVCc AVss Rosci oscllator H Ac: LK 6OKB Flash 2KB RAM ADC12 DAC12 ort 12L:O Fort 3/ LO PotE/ Clock h sMCLK 48KB Flash[ 2KB Channels 2 Channels 32KD Flash 1KB RAM<10us Conv Voltage out Capability MAB, 13 Bi JTAG MCB FgK- MDB, 10-Bit MDB. 3 Bil ardware DMA watchdog Comparator MPY. MPYS 7 CC Reg 3 CC Reg LART Mcdd jUART Mc MAC MACS 3 Channele 15: 16 Bit Shadow MSP430F15X和MSP430F16X系列单片机特性和结构极为相似,都是在MSP430F14X 基础上增加了DMA控制器、1C模块、DAC转换模块。MSP430F15X和MSP430F16×的结构差别在于: MSP430F15X片内只有一个 USART模块,没有硬件乘法器;而MSP430F16X片内具有硬件乘法器和两 个 USART模块。 2.5管脚定义 引脚 名称 序号 O说明 AVcC 64 模拟电源正端,只为ADC和DAC的模拟部分供电 AVss 62 模拟电源负端,只为ADC和DAC的模拟部分供电 DVcc 数字电源正端,为所有数字部分供电 DVss 63 数字电源负端,为所有数字部分供电 P1.0/TACLK 12 O通用数子O引脚;定时器A时钟信号 TACLK输入 P1.1/TA0 1310進用数字WO引脚;定时器A捕获CC|OA输入: 比较OUT输出;BSL发送 P1.2/TAI 14 O|用数字O引脚定时器A捕获c!A输入 比较OUT输出 P1.3/TA2 通用数字O引脚;定时器A捕获CC|A输入 15 O 比较0UT2输出 P1.4/SMCLK 16 O通用数字WO引脚即; SMCLK信号输出 P1.5/TA0 1710通用数字O引却;定时器A比较OUT0输出 P1.6/TAI 18 O通用数字1O引却;定时器A比较OUT1输出 P1.7/TA2 19 O通用数字o引脚;比较器A比较OUT2输出 P2, 0/ACLK 20o通用数字O引脚:ACLK输出 P2.1/TAINCLK 2M0通用数字Vo引脚:定时器A的NCLK的时钟信号 P2,2/CAOUT/TAO 22 O通用数字O引脚;定时器A捕获CCOB输入 比较器输出 P2. 3/CAO/TAI 23O迸用数字O引脚;定时器A比较OUT输出; 比较器A输入 通用数字∥O引却;定时器A比较OUT2输出 P2 4/CAT/TA2 240比较器A输入 P2. 5/Rosc 250通用数字10引脚;定义DCO标称频率的外部电阻输入 通用数字MO引脚;转换时钟ADC12 P2 6/ADCI2CLK/DMAEO 26 vO DMA通道0外部触发器 P2.7/TA0 270通用数字WO引脚;定时器A比较oUTO输出 P3O/STEO 28O通用数字O引即; USARTO/S門模式从设备传输使能端 P3./SIMOO/DSDA 29O進用数字WO引脚 USARTO/SP模式的从入/主出;P2C数据 P3.2/SOMIO O通用数字1O引脚; USARTO/SPI模式的从出;主入 迸用数字MO引却 P3. 3/UCLKO/SCL 31 yO USARTO/S門模式的外部吋钟输入;PC时钟输出 P3, 4/UTXDO 320通用数字O引却; USARTO/SP模式的传输数据输出 P3.5/URXDO 33 O通用数字O引即却; USARTO/SPI模式的接收数据输入 P36 34 O通用数字O引脚; USART/UART模式接收数据输入 P3.7 35 O通用数字O引脚; USART1/ART模式发送数据输出 P4.0/TB0 361/0進用数字WO引脚 捕获DP或者PWM输出端口;定时器B7CCRO P4.1/TB. 370通用数字O引脚 捕获WP或者PWM输出端∏;定吋器B7CCR P4.2/TB2 通用数字O引脚; 38 O 捕获WP或者PWM输出端口;定时器B7CCR2 P4.3/TB3 391°抽获护或者PWM出端口:定时器B7CcR3 P4.4/TB4 400進用数字∥o引即; 捕获WP或者PWM输出端口;定时器B7CCR4 P4.5/TB5 4110通用数字∥O引围却 捕获∥P或者PWM输出端口;定时器B7CCR5 通用数字WO引却; P4.6/TB6 42 O 捕获P或者PWM输出端口;定时器B7CCR6 P4.7/TBCLK 4310通用数字1O引脚;输入时钟 TBCLK-定时器B7 P50 44 O通用数字O引郾: USARTU/SPI模式从设备传输使能端 P5.1 45V0|用数字O引脚 USART/SP|模式的从输入;主输出 P52 46 o通用数字∥o引即: USARTISPI模式的从输出:卡输入 通用数字O引脚却; USART/SP模式的夕部时钟输入 P53 47 O USART0SP模式的时钟输入 P5 4/MCLK 48 O通用数字O引脚;主系统时钟输入 P5.5/SMCLK 49 O|迸用数字O引却;子系统时钟输出

...展开详情
试读 127P MSP430 单片机中文开发手册(中文版)
立即下载 低至0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
一个资源只可评论一次,评论内容不能少于5个字
weixin_43053994 下来看看希望有用
2018-12-27
回复
上传资源赚积分or赚钱
    最新推荐
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版) 48积分/C币 立即下载
    1/127
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第1页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第2页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第3页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第4页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第5页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第6页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第7页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第8页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第9页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第10页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第11页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第12页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第13页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第14页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第15页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第16页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第17页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第18页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第19页
    MSP430 单片机中文开发手册(中文版)第20页

    试读结束, 可继续阅读

    48积分/C币 立即下载 >