MSP430初学必备课件.ppt

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MSP430课件概述MSP430单片机结构MSP430指令系统与程序设计MSP430单片机片内外围模块MSP430单片机应用概述单片微型计算机v单片机的概念v单片机的特点v单片机的应用MSP430系列单片机vMSP430系列单片机的特点vMSP430系列单片机的发展与应用MSP430应用选型vMSP430系列单片机命名规则vMSP430系列单片机选项思考题与习题微处理器的发展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（SingleChipMicrocomputer）。

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，这是其他机型无法比拟的。

可以很方便地实现多机和分布式控制。

使整个系统的效率和可靠性大为提高。

单片机的应用工业控制：

单片机的结构特点决定了它特别适用于各种控制系统。

它既可以作单机控制器，有可作为多级控制的前沿处理机用于控制系统，应用领域相当广泛。

例如：

用于各种机床控制、电机控制、工业机器人、各种生产线、各种过程控制、各种检测系统等。

在军事工业中：

导弹控制、鱼类制导控制、智能武器装置、航天导航系统等。

在汽车工业中：

点火控制、变速器控制、防滑刹车、排气控制等。

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。

计算机网络与通信方面：

单片机可用BITBUS、CAN、以太网等构成分布式网络的系统，还可以用于调制解调器、各种智能通信设备（例如小型背负式通信机、列车无线通信等）、无线遥控系统等。

计算机外部设备：

单片机可以用于温氏硬盘驱动器、微型打印机、图形终端、CRT显示器等。

MSP430系列单片机特点超低功耗超低功耗强大的处理能力强大的处理能力高性能模拟技术及丰富的片上外围模块高性能模拟技术及丰富的片上外围模块系统工作稳定系统工作稳定方便高效的开发环境方便高效的开发环境MSP430系列单片机命名规则第一章习题微处理器的发展方向是什么？

单片机的概念是什么？

单片机和我们通常所用的微型计算机有什么区别和联系？

单片机常见的领用领域有哪些？

如何理解MSP430系列单片机的“单片”解决能力？

MSP430系列单片机最显著特性是什么？

如何理解MSP430系列单片机的低功耗特性？

为什么MSP430系列单片机特别适用于电池供电和手持设备？

如何理解MSP430系列单片机的强大处理能力？

在开发环境方面，MSP430系列单片机和传统单片机相比，有哪些显著优势？

构成MSP430系列单片机的各类存储器有什么特点？

各自适用于哪些场合？

MSP430系列单片机应用选型的依据是什么？

MSP430单片机结构MSP430单片机结构概述MSP430系列产品v无LCD驱动系列产品v有LCD驱动系列产品MSP430CPU结构和特点MSP430存储器和地址空间v程序存储器v数据存储器v外围模块寄存器思考题与习题MSP430结构16位CPU通过总线连接到存储器和外围模块。

直接嵌入仿真处理，具有JTAG接口。

能够降低功耗，降低噪声对存储器存取的影响。

16位数据宽度，数据处理更为有效。

MSP430系列单片机包含以下主要功能部件：

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储器有ROM、OTP、EPROM和FLASH型。

外围模块外围模块：

经过MAB、MDB、中断服务及请求线与CPU相连。

MSP430不同系列产品所包含外围模块的种类及数目可能不同。

它们分别是以下一些外围模块的组合：

时钟模块、看门狗、定时器A、定时器B、比较器A、串口0、1、硬件乘法器、液晶驱动器、模数转换、数模转换、端口、基本定时器、DMA控制器等。

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MSP430CPU的主要特征n精简指令集高度正交化n寄存器资源丰富n寄存器操作为单周期n16位地址总线n常数发生器n直接的存储器到存储器访问MSP430存储器结构和地址空间本章小结在结构上MSP430系列单片机集成了一部计算机的各个基本组成部分。

虽然其工作原理与普通微机并无差异，但MSP430系列单片机在结构上更加突出了体积小、功能强、面向控制的特点，具有很高的性能价格比。

MSP430系列单片机由CPU、存储器和外围模块组成，这些部件通过内部地址总线、数据总线和控制总线相连构成单片微机系统。

MSP430的内核CPU结构是按照精简指令集的宗旨来设计的。

具有丰富的寄存器资源、强大的处理控制能力和灵活的操作方式。

MSP430的存储器结构采用了统一编址方式，可以使得对外围模块寄存器的操作象普通的RAM单元一样方便、灵活。

MSP430存储器的信息类型丰富，并具有很强的系统外围模块扩展能力。

思考题与习题1.MSP430系列FLASH型单片机有什么优势？

2.MSP430X1XX系列单片机的主要特征是什么？

3.MSP430X4XX系列单片机的主要特征是什么？

4.MSP430X1XX和MSP430X4XX系列单片机有什么区别和联系？

5.MSP430F15/16X和其他型号系列单片机相比有哪些特点？

6.MSP430F15X和MSP430F16X有什么区别和联系？

7.单片机和典型微型计算机在结构上有什么区别？

8.MSP430系列单片机内部包含哪些主要功能部件？

9.MSP430系列单片机的CPU有哪些“面向控制”的特性？

10.MSP430系列单片机的CPU寄存器有什么特点？

应该如何正确应用？

11.MSP430系列单片机的直接寻址能力为多少字节？

12.MSP430系列单片机CPU状态寄存器的作用是什么？

各位的含义是什么？

13.MSP430系列单片机CPU常数发生器的作用是什么？

14.MSP430系列单片机存储器的组织方式是什么？

15.MSP430系列单片机存储器的组织方式与CPU的RISC结构有什么关系？

16.为什么说MSP430系列单片机还有很大的系统外围模块扩展能力？

17.MSP430系列单片机具有怎样的中断处理能力？

18.MSP430系列单片机数据存储器的最低地址是什么？

程序存储器的最高地址是什么？

19.程序存储器一般用来存储哪几类信息？

各类信息的含义是什么？

20.数据存储器由那些部分组成？

这些部分分别用来存储什么类型的数据？

21.外围模块寄存器所对应的存储单元在操作上和普通RAM单元有什么区别和联系？

22.MSP430内部数据总线有那些形式？

这么安排有什么好处？

23.MSP430系列FLASH型单片机的串行在线可编程的含义是什么？

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v数据传送类指令v数据运算类指令v逻辑操作指令v位操作指令v跳转与程序流程的控制类指令程序设计v程序设计基础v汇编语言程序设计vC语言程序设计思考题与习题MSP430单片机片内外围模块时钟模块低功耗结构MSP430各种端口定时器MSP430液晶驱动模块硬件乘法器FLASH存储器模块比较器ADMA控制器MSP430系列通用串行通信模块的异步模式MSP430系列通用串行通信模块的同步模式MSP430系列通用串行通信模块的I2C模式MSP430模数转换模块MSP430数模转换模块思考题与习题MSP430单片机应用MSP430常用接口设计v键盘接口vLED显示接口v液晶显示接口v常用LED驱动功率接口v继电器型驱动接口MSP430片内外围模块应用v定时器v比较器vSPI同步操作vA/DD/A和DMAMSP430单片机应用设计举例v自校准变频电源v超低功耗手持式电子斜度计/加速度计思考题与习题时钟模块时钟输入源：

时钟输入源：

时钟输入源：

时钟输入源：

LFXT1CLKLFXT1CLKLFXT1CLKLFXT1CLK低频时钟源低频时钟源低频时钟源低频时钟源XT2CLKXT2CLKXT2CLKXT2CLK高频时钟源高频时钟源高频时钟源高频时钟源DCOCLDCOCL数字控制数字控制数字控制数字控制RCRC振荡器振荡器振荡器振荡器时钟输出信号时钟输出信号时钟输出信号时钟输出信号ACLKACLK辅助时钟辅助时钟辅助时钟辅助时钟MCLKMCLK主系统时钟主系统时钟主系统时钟主系统时钟SMCLKSMCLK子系统时钟子系统时钟子系统时钟子系统时钟慢速外设慢速外设慢速外设慢速外设CPUCPU和和和和系统系统系统系统快速外设快速外设快速外设快速外设振荡器控制逻辑LFXT1LFXT1振荡器控制振荡器控制振荡器控制振荡器控制逻辑逻辑逻辑逻辑XT2XT2振荡器控振荡器控振荡器控振荡器控制逻辑制逻辑制逻辑制逻辑DCODCO振荡器振荡器振荡器振荡器控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑DCO频率的调节基础时钟模块工作方式和相关寄存器设置例1设MCLK=XT2,SMCLK=DCOCLK，将MCLK由P5.4输出。

（MSP430X14X中引脚P5.4和MCLK复用）。

实现上述功能的程序如下：

#includevoidmain（void）unsignedinti;WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;/停止看门狗P5DIR|=0x10;/P5.4输出P5SEL|=0x10;/P5.4用作MCLK输出BCSCTL1&=XT2OFF;/XT2有效doIFG1&=OFIFG;/清除振荡器失效标志for（i=0xFF;i0;i-）;/稳定时间while（IFG1&OFIFG）!

=0）;/如果振荡器失效标志存在BCSCTL2|=SELM1;/MCLK=XT2for（;）;根据实际连接情况，确定ACLK、SMCLK和MCLK时钟源。

ACLK:

ACLK:

LFTX1（32768）LFTX1（32768）MCLK:

MCLK:

DCOCLKDCOCLK或者或者或者或者LFTX1LFTX1SMCLK:

SMCLK:

DCOCLKDCOCLK或者或者或者或者LFTX1LFTX1ACLK:

ACLK:

00MCLK:

MCLK:

DCOCLKDCOCLKSMCLK:

SMCLK:

DCOCLKDCOCLKACLK:

ACLK:

LFTX1（LFTX1（高频模式高频模式高频模式高频模式）MCLK:

MCLK:

DCOCLKDCOCLK或者或者或者或者LFTX1（LFTX1（高频模式高频模式高频模式